合金成分及固溶温度对双相不锈钢耐腐蚀性能的影响
发布时间：2020-06-07 22:14
【摘要】： 本文以双相不锈钢的点蚀性能和缝隙腐蚀性能为设计基准,研究了合金成分含量和固溶温度对点蚀性能和缝隙腐蚀性能的影响,进行了四因素三水平的正交试验,最后得出了耐点蚀性能和耐缝隙腐蚀最佳的成分和固溶处理温度。 本次试验钢的添加元素有Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、N、Si等几种。其中,Ni、Mn、N等元素对于稳定和扩大奥氏体相区有重要作用,同时,Mo、Cr等元素的加入则可以强烈形成并稳定铁素体相区。由于本次试验合金元素配比控制得当,因此试验钢的组织均匀性得到了保证,其相组成也较平衡合理。试验钢在常温下由奥氏体、铁素体、中间相以及金属夹杂物组成。 不锈钢点蚀是一种由小阳极大阴极腐蚀电池引起的阳极区高度集中的局部腐蚀形式,其外观隐蔽且破坏性极大。点腐蚀试验结果表明,成分配比为25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N试样的失重率较小,经计算为2.0g/(m~2·h),而成分为25Cr7Ni5Mo2Cu-N和25Cr-7Ni4-Mo-4Cu-N试样的失重率较大,计算结果分别为15.7g/(m~2·h)和12.7 g/(m~2·h)。同时,试验钢25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-N和25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N试样表面未有明显的腐蚀现象,而成分比为25-Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N的试样表面分别出现了不同程度和类型的蚀坑,这些蚀坑的尺寸范围从几微米到几十微米大小不等。成分为25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N、25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N和25Cr-6Ni-5Mo-4Cu-N的试样出现带腐蚀产物“盖”的蚀孔,25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N试样出现龟裂现象,晶界隐约可见。 自腐蚀电位是判断金属材料耐点蚀性能的重要参数。合金元素的组成及固溶温度的不同,会导致金属材料的点蚀电位不同。对试验钢的电化学测试结果表明,试验钢25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N和25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N试样的自腐蚀电位高而点蚀电流低,说明其耐点蚀性能较好。相比之下,试验钢25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N和25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N试样的自腐蚀电位低而点蚀电流高,说明其耐点蚀性能相对较差。 缝隙腐蚀试验结果表明:成分为25Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N和25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N的试样的失重率较小,经计算为0.1g/(m~2·h)、0.1g/(m~2·h)和0.27 g/(m~2·h);而成分为25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N的试验钢的失重率相对较大,计算结果为5.87 g/(m~2·h)和3.46 g/(m~2·h)。同时,成分为25Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N、25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N、25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N的试样表面未有明显的腐蚀现象;而成分为25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-N试样表面略有起皮的趋势,成分为25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N的试样表面出现了蚀坑,并且25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N试样表面出现了带腐蚀产物“盖”的蚀孔;试验钢25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-6Ni-5Mo-4Cu-N试样表面大面积裸露,腐蚀比较严重并且不规则。
【图文】：
故的统计表明，54%的不锈钢设备失效是由局部腐蚀造成的[41。金属的局部腐蚀失效形式主要包括点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等。美国对1973一1978年间腐蚀失效的统计如图1.1所示，从图中可以发现，点腐蚀失效的比例仅次于应力腐蚀开裂，危害性极强。同时点腐蚀具有以下特征:(1)具有很高的穿透速率。由于点蚀形成小阳极大阴极的活性一钝性腐蚀电池，所以阳极电流密度很大，穿孔迅速。某些金属在特定的环境下，穿孔速率达到10一40mm/yr[0， 71，设备会在很短的时间内穿孔失效。(2)发生具有随机性和不可预见性。点蚀能够在金属表面任何位置发生，并不像其他局部腐蚀形式一样有特定的位置，例如晶间腐蚀发生在晶界附近;另外
通过测量腐蚀速率(或年腐蚀深度)、蚀孔的数目、大小和深度，来测定金属或合金的耐点蚀性能。例如美国的 AsTMG46一94(1999)给出了标准样图，对点蚀形貌进行表观评定，如图1.6。我国也形成了自己的国家标准GB4334.7一84。也可以通过测定临界点蚀温度 (ASTMG48一 03MethodE)，确定金属或合金的敏感性。这种方法的优点是，阴阳极过程均在发生点蚀的试样表面进行，，具有较大的阴极面积，蚀孔不在表面发展，而是向内部发展，这与生产实际较为符合。但是这种方法比较费时费力。A密度BC大小深度口·2， 5x10;/矿O，5叭mZo。呜俪.一2，肠能m含O‘阮m3口……5减l口41翻:80~至l，已.撤4口.一1义ID
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG142.71
本文编号：2702074
【图文】：
故的统计表明，54%的不锈钢设备失效是由局部腐蚀造成的[41。金属的局部腐蚀失效形式主要包括点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等。美国对1973一1978年间腐蚀失效的统计如图1.1所示，从图中可以发现，点腐蚀失效的比例仅次于应力腐蚀开裂，危害性极强。同时点腐蚀具有以下特征:(1)具有很高的穿透速率。由于点蚀形成小阳极大阴极的活性一钝性腐蚀电池，所以阳极电流密度很大，穿孔迅速。某些金属在特定的环境下，穿孔速率达到10一40mm/yr[0， 71，设备会在很短的时间内穿孔失效。(2)发生具有随机性和不可预见性。点蚀能够在金属表面任何位置发生，并不像其他局部腐蚀形式一样有特定的位置，例如晶间腐蚀发生在晶界附近;另外
通过测量腐蚀速率(或年腐蚀深度)、蚀孔的数目、大小和深度，来测定金属或合金的耐点蚀性能。例如美国的 AsTMG46一94(1999)给出了标准样图，对点蚀形貌进行表观评定，如图1.6。我国也形成了自己的国家标准GB4334.7一84。也可以通过测定临界点蚀温度 (ASTMG48一 03MethodE)，确定金属或合金的敏感性。这种方法的优点是，阴阳极过程均在发生点蚀的试样表面进行，，具有较大的阴极面积，蚀孔不在表面发展，而是向内部发展，这与生产实际较为符合。但是这种方法比较费时费力。A密度BC大小深度口·2， 5x10;/矿O，5叭mZo。呜俪.一2，肠能m含O‘阮m3口……5减l口41翻:80~至l，已.撤4口.一1义ID
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG142.71
【引证文献】
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本文编号：2702074
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