2205及2507双相不锈钢的强流脉冲电子束表面改性研究

发布时间：2017-08-12 07:07

  本文关键词：2205及2507双相不锈钢的强流脉冲电子束表面改性研究

  更多相关文章： 强流脉冲电子束 双相不锈钢 相结构 表面形貌 显微硬度 耐腐蚀性能

【摘要】：本文采用强流脉冲电子束技术,对2205及2507双相不锈钢进行了表面改性,以期提高两种材料的表面综合性能。采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了脉冲电子束处理前后材料表层的相结构及形貌变化。测试了脉冲电子束处理对材料表面和截面显微硬度的影响,并对电子束处理前后材料在3.5wt%NaCl水溶液中的耐蚀性能变化进行了研究。通过对比两种双相不锈钢在不同脉冲次数下的组织结构及性能变化规律,探讨了引起这些变化的原因。两种双相不锈钢经过脉冲电子束表面处理后,通过相结构和表面、截面形貌分析发现,其表层晶粒得到细化,合金元素分布更加均匀化,使得铁素体相增加。样品表面在轰击处理后出现由于局部喷发和快速冷凝造成的熔坑,而随着脉冲次数增加,表面变得平整,熔坑数量变少,尺寸变大,深度变浅,但无法完全消除熔坑,其中2507不锈钢表面熔坑数量较多,尺寸较大。两种材料在脉冲电子束处理后表层都出现了8-9μm厚的重熔层,同时在2507双相不锈钢表面观察到了由于热应力引起塑性变形而形成的滑移带。通过测量脉冲电子束处理后材料表面和截面的显微硬度,发现经过辐照后,表面显微硬度均有所提高,并在材料次表层产生热应力影响区。随着距表面深度的增加,显微硬度在一定范围内呈波浪式变化,这是热应力波在热影响区叠加的结果。研究发现,脉冲次数对材料表面硬度影响不大,但随着辐照次数的增加,材料表层热应力影响区范围变大。引起材料表层显微硬度提高的原因是,表层晶粒得到细化,合金元素Cr分布得到均匀化,使得铁素体相增加。此外,在热应力下形成的大量缺陷以及滑移变形带,在一定程度上也提高了材料表面显微硬度。通过动电位极化曲线测试了脉冲电子束处理前后材料在3.5wt%NaCl水溶液中的电化学腐蚀行为,处理后两种不锈钢的自腐蚀电位较原始样都增加,这是由于经过电子束脉冲处理后材料表面的成分及组织更加均匀。其中2205双相不锈钢在处理后的腐蚀电流密度降低,极化阻抗模值、容抗弧和中低频范围内的相位角都增大,这说明材料的耐腐蚀性能提高,15次脉冲辐照后,材料的耐蚀性能比5次脉冲辐照后更好。而2507双相不锈钢在处理后的腐蚀电流密度增大,极化阻抗模值、容抗弧和中低频范围内的相位角都降低,这说明脉冲电子束处理使2507不锈钢的耐腐蚀性能降低,这是由于2507双相不锈钢在脉冲电子束处理后表面的熔坑数量较多,深度较大,形成了点蚀发生位置,导致腐蚀性能变差。
【关键词】：强流脉冲电子束 双相不锈钢 相结构 表面形貌 显微硬度 耐腐蚀性能
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71;TG178
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 研究背景及意义13
• 1.2 双相不锈钢概述13-16
• 1.2.1 双相不锈钢的分类13-14
• 1.2.2 双相不锈钢的优缺点14-15
• 1.2.3 双相不锈钢中的相15
• 1.2.4 双相不锈钢的应用15-16
• 1.3 金属材料表面改性16-25
• 1.3.1 化学热处理16-18
• 1.3.2 气相沉积18
• 1.3.3 涂镀技术18-19
• 1.3.4 高能束表面改性19-25
• 1.3.4.1 激光束表面改性19-20
• 1.3.4.2 离子束表面改性20-21
• 1.3.4.3 电子束表面改性21-25
• 1.4 本文的研究目的25-26
• 第二章 实验材料及实验方法26-30
• 2.1 实验材料26
• 2.2 实验设备26-28
• 2.3 实验参数28
• 2.4 样品表征手段28-30
• 2.4.1 X射线衍射分析28
• 2.4.2 表面形貌分析28
• 2.4.3 显微硬度测试28-29
• 2.4.4 耐蚀性能测试29-30
• 第三章 强流脉冲电子束处理2205及 2507双相不锈钢的表面相组成和形貌分析30-43
• 3.1 引言30-31
• 3.2 改性前后2205及 2507双相不锈钢的XRD分析31-33
• 3.3 改性前后2205及 2507双相不锈钢光镜形貌分析33-37
• 3.4 改性后2205及 2507双相不锈钢表面SEM形貌分析37-40
• 3.5 改性后2205及 2507双相不锈钢截面SEM形貌分析40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 强流脉冲电子束处理2205及 2507双相不锈钢的表面及截面显微硬度43-49
• 4.1 引言43
• 4.2 强流脉冲电子束对2205及 2507双相不锈钢表面显微硬度的影响43-46
• 4.3 强流脉冲电子束对2205及 2507双相不锈钢截面显微硬度的影响46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 强流脉冲电子束对2205及 2507双相不锈钢表面耐蚀性能的影响49-57
• 5.1 引言49-50
• 5.2 电化学阻抗谱特征分析50-54
• 5.3 动电位极化曲线分析54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果62-63
• 致谢63-64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 顾菊方;双相不锈钢的脆性及对策[J];上海钢研;2000年01期

2 秦瑞康 ,吉仁旺;双相不锈钢设备的制造[J];压力容器;2002年11期

3 李春树;双相不锈钢及其在炼油工业中的应用[J];全面腐蚀控制;2003年05期

4 何天荣;双相不锈钢及其特殊性能与应用[J];南方金属;2005年01期

5 谷莉;曹秀鸽;;我国双相不锈钢的现状及发展前景[J];中国西部科技;2006年01期

6 张豪;董飞;陈继志;;双相不锈钢研究进展[J];材料开发与应用;2008年02期

7 李长明;张亚男;;双相不锈钢的研究探讨[J];热加工工艺;2009年06期

8 杜春风;詹凤;杨银辉;严彪;;节镍型双相不锈钢的研究进展[J];金属功能材料;2010年05期

9 武英杰;申鹏;颜海涛;;双相不锈钢的国内外研究进展[J];科技创新导报;2010年28期

10 康利梅;;双相不锈钢的发展及应用综述[J];科技广场;2010年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 黄永军;;双相不锈钢的特点与应用[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年

2 陈永刚;武海鹏;;双相不锈钢在海洋工程中应用浅谈[A];第十四届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（下册）[C];2009年

3 付燕;林昌健;蔡文达;;微电化学技术研究双相不锈钢优选腐蚀行为[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年

4 宋红梅;胡锦程;季思凯;吴玮巍;江来珠;;宝钢双相不锈钢2205的研制[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

5 周金水;;双相不锈钢在宝钢化工公司的应用[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年

6 张子英;杨雁泽;蒋益明;李劲;;短时热处理后的2205双相不锈钢焊材的点蚀行为研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

7 唐江;李继红;张敏;;经济型双相不锈钢的研究进展[A];第四届数控机床与自动化技术高层论坛论文集[C];2013年

8 李冬刚;余志友;蒋兴元;池和冰;;宝钢超低碳双相不锈钢精炼分析与实践[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集（上）[C];2009年

9 彭正海;马勤;任娟红;傅开武;;2205型双相不锈钢的热压缩行为及微结构分析[A];第八届全国工业炉学术年会论文集[C];2011年

10 路新春;姜晓霞;李诗卓;张天成;;双相不锈钢腐蚀磨损机理初探[A];第二届全国青年摩擦学学术会议论文专辑[C];1993年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 智谊萍;双相不锈钢市场前景广阔[N];中国冶金报;2001年

2 张欣民;国际双相不锈钢大会在京举行[N];中国冶金报;2003年

3 吴玖 韩怀月;双相不锈钢有广阔的市场前景[N];中国冶金报;2003年

4 单亦和;应推广和应用双相不锈钢[N];中国冶金报;2003年

5 ;宣传、推广、使用双相不锈钢意义重大[N];世界金属导报;2003年

6 吴玖 韩怀月;中国双相不锈钢的现状与发展[N];世界金属导报;2003年

7 ;跟踪国际潮流 推广使用耐蚀性能更好、力学性能更高双相不锈钢[N];世界金属导报;2006年

8 记者汪涛;我国双相不锈钢进入积极推广新阶段[N];中国冶金报;2009年

9 记者 王磊;宝钢批量生产双相不锈钢[N];中国冶金报;2010年

10 丁洁;太钢首次亮相世界双相不锈钢展会[N];太原日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 方远方;SAF2906双相不锈钢σ相析出规律与变形规律研究[D];北京科技大学;2016年

2 韩冬;双相不锈钢局部电化学失效行为与机理的研究[D];复旦大学;2012年

3 张丽华;经济型双相不锈钢2101的腐蚀行为研究[D];复旦大学;2010年

4 谭华;双相不锈钢焊缝组织演变与腐蚀行为研究[D];复旦大学;2012年

5 金晓军;双相不锈钢管道焊接质量控制和安全评定的研究[D];天津大学;2004年

6 贾楠;对双相不锈钢微观形变行为的研究—原位实验与自洽模拟[D];东北大学;2008年

7 杨雁泽;资源节约型双相不锈钢点蚀和缝隙腐蚀行为研究[D];复旦大学;2013年

8 陈湘茹;2205双相不锈钢连铸凝固组织热模拟研究[D];上海大学;2013年

9 李钧;新型资源节约型高Mn-N双相不锈钢的制备、结构及性能研究[D];上海大学;2011年

10 杨莉;2205双相不锈钢与Q345R钢焊接性研究[D];中国矿业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 关祥丰;磷酸料浆泵叶轮用耐磨蚀双相不锈钢的研究[D];山东大学;2015年

2 仇潞;超低碳双相不锈钢焊接及固溶处理工艺研究[D];江苏科技大学;2015年

3 李建成;双相不锈钢焊接与接头腐蚀性能研究[D];江苏科技大学;2015年

4 申小兰;2507双相不锈钢组织与腐蚀性能的研究[D];江苏科技大学;2015年

5 胡亚楠;超级双相不锈钢在高温高浓度磷酸中的腐蚀行为研究[D];贵州大学;2015年

6 唐祝君;钼酸盐对2205双相不锈钢耐蚀性及氢脆敏感性的影响[D];江苏科技大学;2015年

7 王健;2205双相不锈钢的点蚀及再钝化行为[D];大连理工大学;2015年

8 牛强;双相不锈钢低温离子硬化处理的研究[D];青岛科技大学;2015年

9 孙祺;析出相对2205双相不锈钢点蚀与选择性腐蚀的影响[D];太原理工大学;2016年

10 李睿;超级双相不锈钢SAF2507焊接热模拟组织耐蚀性研究[D];太原科技大学;2015年

，

本文编号：660312