低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究

发布时间：2017-10-05 00:06

  本文关键词：低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究

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【摘要】：奥氏体不锈钢因其具有良好的综合性能被应用在各个工业领域中，占不锈钢总产量的70%左右。其中低镍铬锰氮不锈钢因其具有价格优势已成为当今研究和使用的趋势。但是，奥氏体不锈钢在一定温度范围内加热或使用时会发生敏化反应，从而造成晶间腐蚀行为的发生，如何改善不锈钢的晶间腐蚀已成为重要的研究趋势。在以往的研究中，稀土在不锈钢中可以起到净化钢材、微合金化、变性夹杂物、改善组织等作用，因此，研究稀土对低镍奥氏体不锈钢耐蚀性的作用具有重要的意义。 本文以低镍铬锰氮奥氏体不锈钢为研究对象，采用热酸浸泡实验、交流阻抗法（EIS）、电化学动电位再活化法（EPR）来研究不同稀土添加量、不同稀土（La和Ce）、不同热处理制度对低镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响规律。 将不含稀土试样加热到650℃保温2小时后进行空冷，使其处于敏化状态，然后使用扫描电镜（SEM）对研究试样进行析出物观察和分析，并与未经过敏化处理的试样进行比较。实验得出，经敏化处理的试样晶界处出现大量形状不规则的析出物，经能谱检测得知其为铬和铁的化合物。比较析出物和其周围Cr含量可知，晶界处析出物中的铬元素含量高出晶粒内部7～8个百分点，同时高出析出物附近区域10几个百分点，，说明晶界处有铬的化合物析出，使晶界附近形成了狭长的贫铬区，从而引起晶间腐蚀发生。 采用Cu-CuSO4-16%H2SO4溶液煮沸法和电化学腐蚀法（腐蚀溶液为0.5mol／LH2SO4+0.01mol／L KSCN）来检测，实验得出，当敏化温度在550℃～750℃范围内，敏化度随着温度的升高而上升；故在生产使用过程中，奥氏体应避免出现在这个温度区间内，以防止晶间腐蚀行为的发生。当敏化温度达到950℃时，试样无敏化趋势；当敏化温度为650℃保温0.5～12小时，敏化度随保温时间的延长而上升。 本实验中，稀土La含量为0.0049%时，抗晶间腐蚀能力最强；稀土Ce含量为0.053%时，抗晶间腐蚀能力最强；两种稀土添加过量时，产生的稀土夹杂物也随之增加，并在晶界处析出，降低奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能。另外，相同含量的La和Ce，抗晶间腐蚀能力La略强。
【关键词】：低镍奥氏体不锈钢 敏化处理 晶间腐蚀 镧 铈
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-9
• 1 文献综述9-26
• 1.1 奥氏体不锈钢9-11
• 1.1.1 奥氏体不锈钢的分类9-10
• 1.1.2 奥氏体不锈钢的应用和发展10-11
• 1.2 不锈钢常见的腐蚀类型11-14
• 1.2.1 均匀腐蚀11-12
• 1.2.2 晶间腐蚀12
• 1.2.3 点腐蚀12-13
• 1.2.4 缝隙腐蚀13
• 1.2.5 应力腐蚀13
• 1.2.6 其他腐蚀13-14
• 1.3 稀土在钢中的作用及研究现状14-17
• 1.3.1 稀土在不锈钢中的作用14
• 1.3.2 稀土对钢的耐腐蚀性影响及研究14-15
• 1.3.3 稀土对钢组织影响的研究15-16
• 1.3.4 稀土对钢机械性能影响的研究16-17
• 1.4 不锈钢晶界腐蚀的研究17-24
• 1.4.1 晶间腐蚀的原因分析17-19
• 1.4.2 影响晶间腐蚀的因素19-21
• 1.4.3 晶间腐蚀评价方法21-24
• 1.5 选题的背景、目的和意义24-26
• 1.5.1 选题的背景和意义24-25
• 1.5.2 研究的目的25-26
• 2 研究方案及试验过程26-33
• 2.1 试验技术路线26
• 2.2 试验钢的制备26-30
• 2.2.1 试验钢的冶炼与锻造26-28
• 2.2.2 试验钢的固溶处理与成分检测28-29
• 2.2.3 试验钢的敏化处理29-30
• 2.3 晶间腐蚀试验30-33
• 2.3.1 热酸浸泡腐蚀试验30-31
• 2.3.2 电化学腐蚀试验31
• 2.3.3 微观组织观察31-33
• 3 低镍铬锰氮奥氏体不锈钢敏化处理后析出物的观察33-38
• 3.1 敏化处理后晶界及析出物的观察分析33-36
• 3.2 稀土对不锈钢敏化后析出物的影响36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 热处理工艺对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响38-45
• 4.1 不同热处理试样 DL-EPR 实验分析38-41
• 4.2 不同处理试样 EIS 特征分析41-44
• 4.3 本章小结44-45
• 5 稀土对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响45-60
• 5.1 稀土元素 Ce 对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响45-51
• 5.1.1 不同 Ce 含量试样热酸浸泡实验分析45-47
• 5.1.2 不同 Ce 含量试样电化学动电位再活化法(简称 EPR 法)试验分析47-51
• 5.2 稀土元素 La 对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响51-56
• 5.2.1 不同 La 含量热酸浸泡实验分析51-53
• 5.2.2 电化学动电位再活化法（简称 EPR 法）53-56
• 5.3 两种稀土元素的作用比较56-58
• 5.4 稀土元素提高低镍奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力机理分析58-59
• 5.5 本章结论59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 在学研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

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本文编号：973612