铈对202不锈钢的组织和性能影响规律研究

发布时间：2020-09-25 17:48

　　 200系列不锈钢是以锰、氮代替部分镍的奥氏体不锈钢,202不锈钢为200系列不锈钢代表钢种之一,在消费品领域大量使用。通过向202不锈钢中添加微量稀土Ce,研究稀土对其组织与性能的影响规律对于社会经济的可持续发展具有重要意义。本文采用金相观察、电化学测试、扫描电子显微镜、能谱分析、力学性能检测等分析手段,系统地研究了稀土元素Ce对202不锈钢组织和性能的影响。通过对稀土Ce含量不同的202不锈钢在5%H_2SO_4溶液及3.5%NaCl溶液中进行不同腐蚀周期的电化学实验,并且进行常温拉伸实验,得出以下结论: 稀土Ce可抑止晶粒长大,细化晶粒,随着钢中稀土Ce含量的增加,钢的晶粒细化效果更为明显。稀土Ce加入202不锈钢后,净化了晶界,改变了夹杂物的形态,有效的控制了钢中夹杂物的大小与数量。当钢中稀土Ce含量过多时,会产生大量稀土夹杂物,降低了202不锈钢的耐腐蚀性能及力学性能。随着钢中稀土含量的增加,202不锈钢的耐腐蚀性能逐渐提高,但是当稀土含量超过0.016%时,钢的耐腐蚀性能有所下降,当钢中稀土Ce的质量分数为0.016%时,202不锈钢可获得最佳的耐腐蚀性能。添加适量稀土Ce可有效的细化晶粒、变质夹杂及净化晶界,显著的提高了不锈钢的强度和塑性,当钢中稀土Ce的质量分数为0.016%时,202不锈钢可获得最佳的综合力学性能。
【学位单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TG142.71
【部分图文】：

试样制备,电化学,方法,电极电位

使用多功能万用表测其电极电位。第一天每 2 小时测一次电极电位，第二天每 4 小时测一次电极电位，从第三天起每天测一次电极电位，一直持续到第45 天。图2.1 电化学试样制备方法1—导线绝缘管；2—环氧树脂；3—PVC 管；4—202 不锈钢2.3.2.2 交流阻抗的测定交流阻抗技术（AC impedance）又称为电化学阻抗谱，简称 EIS。利用正弦波信号测量得到电位与电流密度的比值叫做阻抗。Z=△E/△I （式 2.3）采用 SI1280B 多功能电化学测试仪测量交流阻抗，激励信号的电位幅值为 10Mv，频率范围为 2×104～2×10-1Hz。采用三电极体系，待测 202 不锈钢试样为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。

拉伸试样

机夹头的钳口相匹配。通过车床和磨床将实验钢加工成规定光洁度的标准拉伸试样，如图 2.2 所示。图2.2 拉伸试样其中：总长L =130mm，0l =50mm，0d =10mm，工作段长度cl =60mm，sl =70mm，夹持端直径为 20mm。

不锈钢,显微组织,试样,电感耦合等离子体质谱仪

.1 化学成分分析实验采用 202 不锈钢为原料，稀土添加剂为纯 Ce(其中 Ce 的质量分数≥99.9%)。稀残留量采用电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）分析得出的，其化学成分见表 3.1。表3.1 实验钢的成分/（%）化学成分/wt%试样 C N Mn P S Cr Ni RE1# 0.0746 0.135 8.018 0.0042 0.0077 18.18 5.05 02# 0.0741 0.156 8.021 0.0039 0.0062 18.16 5.04 0.0053# 0.0747 0.162 8.019 0.0031 0.0053 18.13 5.02 0.0114# 0.0749 0.164 8.023 0.0045 0.0039 18.19 5.03 0.0165# 0.0748 0.167 8.016 0.0048 0.0032 18.17 5.04 0.022.2 金相组织分析(a)(b)(c)

【引证文献】