经济型双相不锈钢2101的腐蚀行为研究

被引量 : 43次 | 上传用户:allanvte001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
双相不锈钢(DSS)由铁素体相和奥氏体相组成,具有优异的力学性能和腐蚀性能,成为有重要前景的结构材料。经济型双相不锈钢是双相不锈钢未来发展的趋势之一,它的主要特点是含氮、低(无)镍。一般而言,双相不锈钢具有极佳的耐腐蚀性能,但是在特定条件下会发生局部腐蚀,包括点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂等。与单相不锈钢不同,双相不锈钢局部腐蚀更为复杂,主要是其具有多相复杂组织(除铁素体和奥氏体外还包含Cr2N,σ,χ,γ2)。随着经济型双相钢种的应用日益广泛,其腐蚀问题的研究是不容忽视的。因此,本文针对以2101为主的经济型双相不锈钢的局部腐蚀(点蚀、晶间腐蚀)规律及机制进行了系统研究,阐明了热处理制度(高温固溶和中温敏化区)与合金成分对DSS 2101微观结构演变及其耐局部腐蚀能力的影响,给出了DSS 2101在几种介质中的腐蚀机理,提出了双相不锈钢点蚀发生遵循的理论模型。在综合腐蚀规律与机制研究的基础上,给定了合金设计与微观组织控制原则与方法,为新型双相钢钢种的设计开发、工艺优化、产品性能保证提供腐蚀方面的实验与理论依据。主要内容包括以下几个方面:①采用动电位极化曲线法、恒电位临界点蚀温度(CPT)法、电化学动电位再活化(EPR)法和化学浸泡法,详细研究了相比例、析出相以及合金元素对DSS2101腐蚀行为的影响。研究结果表明,在1000~1200℃温度范围内对DSS 2101进行退火处理30 min后铁素体/奥氏体两相比例发生了显著变化,随着退火温度的升高,奥氏体相的体积分数逐渐减少,点蚀电位(Epit)和CPT逐渐下降。点蚀优先形核在铁素体相内或铁素体/奥氏体相界,这一实验结果可以通过两相的点蚀抗力当量(PRE)值变化和氮在铁素体相中的过饱和效应来加以解释。综合考虑多方面因素,DSS 2101应选择1050℃作为最佳的固溶处理温度。在300~900℃温度范围内对DSS 2101进行时效处理10 min之后,在700℃温度下二次相的析出量最多,CPT值最小,再活化电流密度与活化电流密度的比值(Ra)值最大,说明700℃是DSS 2101中二次相析出的鼻尖温度。根据X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM),再加上Thermo-Calc软件计算出的相图结果均证明了DSS2101在700℃温度下的主要析出相是Cr2N,它的析出动力学过程是:α→Cr2N+γ2。时效时间在30 min之前,Epit和CPT迅速下降,而时间增加到120 min之后,Epit和CPT的变化很小。DSS 2101经过时效处理后的点腐蚀机制是Cr2N周围γ2的选择性溶解。随着时效时间的延长,DSS 2101晶间腐蚀的敏感性程度增加。通过CPT测试和化学浸泡结果分析了各元素对耐蚀性影响规律,发现Cr、Mo、Ni都是提高2101系双相不锈钢耐腐蚀性能的关键元素,而N对该系列双相不锈钢耐腐蚀性能的影响规律不明显,说明双相不锈钢中合金元素的总含量不是该钢种耐腐蚀性能的决定因素,而是由合金元素在两相中的分布情况而决定。②采用电化学噪声技术考察了DSS 2101在0.1%NaOH,5%H2SO4和6%FeCl3三种介质中的腐蚀类型和1 mol/LNaCl溶液中的点蚀行为。结果发现,该钢种在这三种溶液中的腐蚀过程依次为钝化状态、铁素体相的均匀腐蚀和点腐蚀。对噪声谱进行频域分析可以有效地预测DSS 2101的腐蚀趋势。DSS 2101在三种溶液中电位噪声的功率谱密度曲线(PSD)曲线的斜率依次为-0.63,-1.4,-2.3,显示了DSS 2101在这三种溶液中不同的腐蚀类型。孔蚀指标(PI)在0.1%NaOH,5%H2SO4两种溶液中没有给出有意义的结果。DSS 2101在三种溶液中的腐蚀速率用噪声电阻(Rn)来表征,并与极化电阻(Rp)和电荷传递电阻(Rc)呈现了极好的一致性。小波分析得到的能量分布曲线(EDP)比FFT得到的PSD曲线能够较好的反映DSS 2101在250 mV电压下、温度分别为15℃、20℃、25℃、28℃和35℃条件下的亚稳态/稳态点蚀行为。其它条件不变,不同的温度下,相对高的能量分数Ejd对应着不同的平滑系数d的尺度。③采用恒电位CPT方法研究了两种双相不锈钢在不同升温速率条件下的临界点蚀温度。结果表明:两种双相不锈钢的CPT值都随着升温速率υ的增加而增加,并且临界点蚀温度与升温速率的平方根均成线性关系,即CPT~υ1/2。基于点缺陷模型(PDM),这一实验结果得到了理论支持,说明这两种双相不锈钢点蚀过程的发生遵循着点缺陷模型支持的钝化膜破裂机理。
其他文献
目的探讨品管圈活动在降低乳腺癌患者术后患肢水肿发生率中的效果。方法成立品管圈,以降低乳腺癌患者术后患侧上肢水肿为主题,进行现状调查、要因分析、制订护理对策并实施。
营销渠道作为连接运营商与客户之间的通道,为双方提供了物流、信息流、资金流的传输和流通,营销渠道是否顺畅、稳定对通信运营商在市场中的成败有着举足轻重的作用。信息化给
<正>中学生处于从个体生理成熟到心理成熟的人生发展阶段,是个体一生发展历程中的重要时期,了解中学生人格发展状况及相关因素,对促进中学生健康人格的发展具有重要意义。
李渔的话本小说塑造了许多动人的人物形象,其中丫鬟形象刻画得颇为出色。李渔塑造的丫鬟群体中,数《拂云楼》的能红以及《无声戏》中的碧莲最具有典型性,一定程度上体现了李
十三五规划建议出台后,文化建设仍是新常态下的重要一环。农村作为社会的有机组成部分,是国家全面实现小康社会的重要方面,如何为实现好、维护好农民的根本利益,有效优化农村
在我国,中小外贸企业规模小,抵押物少,经营风险高等诸多不利因素加大了融资的复杂性,也加剧了融资成本。如何打破"融资难,资金缺,成本高"的局面是影响中小外贸企业发展的关键
肿瘤的发生是遗传因素与环境因素共同作用的结果,其中抑癌基因的失活是细胞发生癌变的重要机制。以基因甲基化为主的DNA表观遗传修饰不仅在肿瘤细胞的起始和进展过程中起重要
随着由现代医药引起的医源性和药源性疾病的日益凸显,以天然药物预防、治疗疾病的传统医药成为国际医药发展的重要取向,国际化成了传统医药发展的必然趋势和重要发展机遇。民
<正> 目前采用手摇钻、电动骨钻、骨针叩击三种骨穿针方法。由于在穿针时没有支撑固定导向作用,使骨穿针在骨端、骨干形成上下、前后的偏斜,骨穿针偏斜度数越大,在骨穿针两端
在Mg-Al系合金的各类晶粒细化方法中,碳质孕育处理是最有发展前景的细化方法,但其细化机理并不十分完备。近来,稀土元素(Ce、Y)对Mg-Al系合金晶粒组织影响研究,逐步成为热点