【摘要】：304不锈钢因具有优良的耐腐蚀性能、耐高温性能和加工成形性能被广泛应用于工业生产及人民生活的许多领域,制造满足不同要求的重要零部件。材料在工作中往往会同时承受高温、各类应力、侵蚀性离子等复杂条件的综合作用。在复杂的工作条件下,对材料基体起着重要保护作用的钝化膜表面膜,会由于多种因素的作用而首先发生损坏,进而使材料发生应力腐蚀开裂并引发安全事故。本文采用现代分析测试方法,通过对304不锈钢在多种因素共同作用下钝化膜保护性能的演变、形变马氏体含量对材料钝化性能和应力腐蚀敏感性的相关研究,深入探讨了材料的耐蚀机理,并对材料在含Cl~-水介质中热力耦合条件下的腐蚀寿命进行了预测。通过对含氯离子溶液中热-力耦合条件下304不锈钢表面钝化膜的系统研究表明:钝化膜中各种化合物的含量会因浸泡条件不同而发生改变。不同浸泡条件下膜中FeO、Cr_2O_3相对含量降低,而Fe_2O_3相对含量升高。随着浸泡时间的增加,各化合物之间的比例会随浸泡条件的不同而各自趋于不同的稳定值。晶界表面处的钝化膜会因化合物的溶解形成腐蚀沟。虽然膜中Cr_2O_3相比例降低会导致膜保护性能的下降,但晶界表面处钝化膜的非均匀破坏是其保护性能降低的主要原因。经固溶处理后的304不锈钢组织为100%的奥氏体相。经冷轧变形后试样中会出现不同含量的α′马氏体。当马氏体含量低于6%时,表面膜中Cr_2O_3的含量随α′马氏体含量增加而降低,膜的厚度减小,施主及受主密度升高,膜的保护性能呈下降趋势。当马氏体含量高于6%时,表面膜中Cr_2O_3的含量、随α′马氏体含量增加得到一定提高,膜的厚度增加,施主及受主密度降低,膜的保护性能得到一定提高。α′马氏体含量为6%时,材料耐蚀性能最差。慢应变速率拉伸试验结果显示,经冷轧后的试样延伸率、耐腐蚀性显著降低。α′马氏体含量6%的试样应力腐蚀敏感性最高。材料表面原始钝化膜的损坏对材料保护性能具有较大影响。表面膜的损坏造成不同马氏体含量试样的膜电阻阻值降低,点蚀电位降低了约0.1-0.2mV。采用灰色理论的GM(1.1)预测模型对材料的使用寿命进行预测。根据预测结果,不同马氏体含量试样的腐蚀寿命差异较为明显。马氏体含量为0的试样腐蚀寿命明显高于其它试样。氯离子浓度对腐蚀寿命的影响要高于温度的影响。相同浸泡条件下为马氏体含量6%的试样强度衰减速率最大,寿命最短。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG178
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 孙军;周成;王瑞岩;钟允攀;刘海滨;褚言会;;304L不锈钢在氯离子溶液中的应力腐蚀特性研究[J];齐鲁工业大学学报(自然科学版);2015年03期
2 张瑜;;304L不锈钢在Cl~-作用下腐蚀行为的研究[J];功能材料;2015年13期
3 高磊;王保成;;温度对SUS304与SUS430不锈钢耐腐蚀性及其钝化膜半导体性能的影响[J];太原理工大学学报;2015年03期
4 康永海;李具仓;;304L和321不锈钢耐腐蚀性能研究[J];热加工工艺;2015年06期
5 杜楠;叶超;田文明;赵晴;;304不锈钢点蚀行为的电化学阻抗谱研究[J];材料工程;2014年06期
6 辛森森;李谋成;沈嘉年;;海水温度和浓缩度对316L不锈钢点蚀性能的影响[J];金属学报;2014年03期
7 张涛;杨延格;邵亚薇;孟国哲;王福会;;电化学噪声分析方法的研究进展[J];中国腐蚀与防护学报;2014年01期
8 骆鸿;李晓刚;肖葵;董超芳;;304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为[J];北京科技大学学报;2013年03期
9 吕虹玮;董士刚;王静静;李宁;林昌健;;316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究[J];科技导报;2013年Z1期
10 赵茹;宋诗哲;张正;;敏化态304不锈钢慢速率拉伸腐蚀过程的电化学噪声检测[J];腐蚀与防护;2012年01期
相关博士学位论文 前1条
1 赵茹;核电用不锈钢应力腐蚀电化学检测研究[D];天津大学;2009年
相关硕士学位论文 前1条
1 李国帅;S32168不锈钢在氯离子环境中的应力腐蚀研究[D];山东大学;2013年
本文编号：
2748770
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2748770.html
