一种双相不锈钢热处理工艺的优化

对一种双相不锈钢设计并进行了不同的热处理,研究了不同热处理后双相不锈钢的组织、相结构、硬度及在几种腐蚀介质中的腐蚀特性.结果表明:提高固溶温度可略提高双相不锈钢的硬度而基本不影响其耐蚀性;固溶后时效使δ相中析出σ相,一些δ相转变为γ相,钢的硬度显著增加.阳极极化实验表明时效后双相不锈钢的耐蚀性较固溶态降低,降低程度与腐蚀介质有关;在1 mol/L NaCl中,时效后双相不锈钢的耐蚀性剧烈降低;但时效对双相不锈钢在0.2 mol/L H2SO4与1 mol/L H3PO4中的钝化区基本无影响.由于材料的腐蚀磨损抗力与其耐蚀和耐磨能力均有关,因此在一定服役条件下,可以通过时效适当提高双相不锈钢的硬度来提高其腐蚀磨损抗力.     

时效对2205不锈钢在模拟气田地层水中的电化学性能影响

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了经1040℃(40 min)固溶处理后的2205双相不锈钢经不同时效温度和时间处理后在85℃饱和CO2地层水溶液中的电化学腐蚀特性,并借助金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察其显微组织的变化。结果表明,当800～900℃时效后,双相不锈钢的自腐蚀电位随着时效温度的升高向正向移动,电流密度先增大后减小,在850℃时,钝化区间已不明显,腐蚀速率达到最大;在相同的时效温度下,随着时效时间的延长,自腐蚀电位愈正,钝化区间逐渐缩小直至消失,腐蚀速率随时间的延长逐渐增大。通过微观分析表明,时效析出相σ相是产生点蚀导致高温时效双相不锈钢耐电化学腐蚀能力下降的主要原因。     

σ相对2205双相不锈钢选择性腐蚀影响的研究

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、电化学扫描极化曲线和电化学阻抗图谱对经850℃时效的2205双相不锈钢的显微组织、耐蚀性和表面腐蚀形貌进行了研究。结果表明:微量σ相的析出对耐蚀性影响不明显;但随着σ相的析出,表面难以形成稳定的钝化膜,耐蚀性明显下降,且点蚀位置优先出现于σ相与基体相界面,并向铁素体相延伸。σ相的析出还使得电化学腐蚀后的表面腐蚀形貌发生了变化,随着σ相析出量逐渐增多,表面腐蚀形貌由半球形状变为口小腔大、内部破坏严重的形貌,后逐渐转变为宽浅状的腐蚀形貌。     

高氮奥氏体不锈钢的腐蚀行为研究

研究了无镍高氮高锰奥氏体不锈钢(HNSSs)的均匀腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀性能及再钝化性能;与商用316L不锈钢(316LSS)对比,考察了冷变形、敏化处理等对HNSSs的微观组织、钝化膜特征及耐蚀性的影响。结果表明:固溶HNSSs的均匀腐蚀和晶间腐蚀抗力明显不如316LSS的,敏化处理不影响钢的均匀腐蚀抗力,但导致晶间腐蚀抗力急剧弱化,尤其是无Mo钢;固溶HNSSs的缝隙腐蚀和点蚀抗力优于316LSS的,特别是含Mo钢,敏化处理导致钢的缝隙腐蚀和点蚀抗力弱化;冷变形引入大量微观缺陷,导致钝化膜变薄,膜中稳定氧化物减少,保护性变差,降低了HNSSs在含Cl-溶液中的点蚀抗力,但改善了其再钝化性能;敏化析出χ相,导致HNSSs的耐蚀性下降,再钝化性能劣化,且随冷变形量增加更为显著。并讨论了HNSSs的腐蚀机理。     

含铜马氏体抗菌不锈钢的研究

在马氏体不锈钢中添加适量铜,经过固溶和时效处理,在不锈钢中弥散析出ε-Cu相,可赋予不锈钢优良的抗菌性能.用透射电镜观察了析出相的形貌分布,还用电子能谱分析了析出相的组成.抗菌检测结果表明,含铜马氏体不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有高效杀灭作用,而仅经过固溶处理的不锈钢则没有杀菌作用.耐蚀性测试结果表明,含铜不锈钢的耐点蚀性能下降,其原因在于钝化膜与ε-Cu相之间存在腐蚀电位而发生电偶腐蚀.     

时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀性能的影响

析出物会影响2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的腐蚀性能。为了了解这种影响,通过金相显微镜观察了固溶处理后的2205双相不锈钢经800℃时效处理15,60和120 min的显微组织,采用X射线衍射技术分析了时效不同时间下的物相结构,借助电化学极化和电化学阻抗方法测试了时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀行为的影响规律。结果表明:当时效时间为15 min时,双相不锈钢内就已析出了σ相,且σ相体积分数随着时效时间的延长而增大。随着时效时间的延长,2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度都呈逐渐增大趋势,抗氢氟酸腐蚀性能下降,这主要是因为析出的σ相导致钝化膜内的载流子密度逐渐增大,加快了电子的传输速度,电化学反应更容易发生。     

2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为

为了研究2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的耐腐蚀性能，利用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化法、恒电位极化法、Mott-Schottky曲线和扫描电镜等研究了2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为。结果表明：2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀形式为点蚀。随着NaHSO₃浓度的增大，2507双相不锈钢的开路电位、自腐蚀电位E_corr和点蚀击穿电位E_b负移，钝化膜电阻R_ct减小，腐蚀电流密度I_corr增大，耐腐蚀性能下降。HSO^-₃与Cl^-的竞争吸附对点蚀具有协同促进作用，HSO^-₃参与钝化膜的钝化过程并形成金属硫酸盐，钝化膜点缺陷密度增大，载流子密度增大，导电性提高，钝化膜屏蔽作用下降。     

高温浓磷酸中不锈钢SAF2507焊接接头的耐蚀性能

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱结合光学显微镜研究了超级双相不锈钢SAF2507焊接接头经不同温度固溶处理后在高温浓磷酸中电化学行为。结果表明:2507不锈钢固溶处理可以改善原始焊接接头的组织提高其耐蚀性能;其中经950℃固溶处理后的焊接接头自腐蚀电流密度和致钝电流密度较小,极化后的电极表面点蚀较轻;腐蚀行为受电荷转移电阻和有限扩散层的混合控制,符合半无限扩散过程的特征;经950℃固溶处理后焊接接头在高温浓磷酸中形成的钝化膜较为致密。     

固溶温度对15-5PH不锈钢耐点蚀性能的影响

用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度固溶后直接时效状态的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的耐点蚀性能,并用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析其显微组织和析出相。结果表明,15-5PH不锈钢随着固溶温度的升高,自腐蚀电位减小,自腐蚀电流和腐蚀速率增大,耐点蚀性能下降。不同温度固溶后时效的基体组织均为板条马氏体和少量奥氏体,且均有NbC相析出。在1000℃下固溶后时效组织较均匀,析出相少,耐点蚀性能优异。在1070℃下固溶后时效组织中有Cu析出,进而导致其耐点蚀性能下降。     

HCO3–对超级13Cr马氏体不锈钢钝化行为及点蚀行为的影响

目的研究在0.1 mol/L NaCl硼酸缓冲溶液中,研究HCO_3~–对超级13Cr马氏体不锈钢的钝化及点蚀行为的影响。方法采用动电位极化、恒电位极化、Mott-Schottky曲线、电化学阻抗谱等电化学测试手段,并结合3D超景深显微镜进行点蚀形貌观察,研究超级13Cr马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为。结果随着HCO_3~–浓度的增加,超级13Cr的钝化区间变宽,点蚀电位向正向移动,稳态点蚀发生的敏感性降低。HCO_3~–减少了超级13Cr亚稳态点蚀数量,降低了亚稳态点蚀电流密度峰值的平均值。随着HCO_3~–浓度的增大,超级13Cr钝化膜电阻Rf升高,电荷转移电阻Rct升高,钝化膜电容Cf逐渐减小。HCO_3~–使得超级13Cr钝化膜半导体特性由n型转变为n+p型双极性,且随着溶液中HCO_3~–浓度的增大,钝化膜中的施主密度ND和受主密度NA减小。结论 HCO_3~–的加入使得超级13Cr不锈钢钝化膜厚度增大,钝化膜内点缺陷密度降低,对基体的保护作用增强,抑制了超级13Cr的亚稳态和稳态点蚀发生。     

抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅱ.耐蚀及抗菌性能

采用电化学方法分析了经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢耐腐蚀性能,同时采用覆膜法测试了其广谱抗菌效果.极化曲线测试结果表明,材料表面存在的ε-Cu等富Cu相成为钝化膜中的薄弱点,粗大富Cu相的时效析出位置易成为点蚀形核源,析出粗大富Cu相所占比例增加使得材料耐点蚀性能减弱;阻抗谱测试显示钝化膜中存在的ε-Cu等富Cu相会降低整体电位及钝化膜电阻,使钝化膜稳定性下降;DL-EPR测试表明,在相界及晶间析出的ε-Cu等富Cu相会使晶间呈现阳极性,导致晶间发生选择性腐蚀,因富Cu相主要在铁素体上析出,与奥氏体相比,其耐晶间腐蚀性能下降严重.抗菌检测表明,富Cu相的相结构和体积分数是影响材料抗菌性能的关键因素,ε-Cu的抗菌效果最好,亚稳态富Cu相次之,固溶Cu最差.ε-Cu相数量越多,抗菌效果越好.     

时效温度对S32750超级双相不锈钢组织和抗氢氟酸腐蚀性能的影响

通过金相显微镜和扫描电镜观察了S32750超级双相不锈钢(SDSS)经650~1000℃时效处理后的显微组织和微观形貌;通过XRD分析了时效后各试样的物相结构;借助动电位极化、电化学阻抗和Mott-Schokkty曲线等方法,考察了时效后的S32750 SDSS在5%(体积分数)HF溶液中的腐蚀行为。结果表明:当时效温度为650和1000℃时,S32750 SDSS内并没有析出物产生。当温度上升到750~950℃时,开始产生σ析出相;且温度为850℃时,σ析出相最多,抗氢氟酸腐蚀性能最差。这主要是因为析出的σ相造成了材料内Cr和Mo分布的不均匀,促进了腐蚀微电池的形成,加快了不锈钢的溶解。同时,σ相的析出也增大了钝化膜的载流子密度,促进了F-的吸附,增大了钝化膜的溶解速率,降低了钝化膜的稳定性,加快了双相不锈钢的腐蚀。     

H2S对316L不锈钢含Cl-环境下点蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验和电化学测试,研究了H2S分压对316L不锈钢在含Cl-条件下的点蚀行为。模拟试验结果表明,随H2S分压的升高,316L不锈钢试样表面钝化膜局部出现破损,点蚀电位及钝化膜电阻均明显下降,点蚀敏感性提高。H2S分压增至100kPa时,样品表面可以观察到明显点蚀形核,与无H2S条件相比,膜电阻显著减小,难以维持良好的钝化状态。     

时效温度对节镍双相不锈钢S32101晶间腐蚀行为影响的研究

采用金相显微镜 (OM)、显微硬度仪、电化学动电位再活化法 (EPR) 和电化学阻抗谱 (EIS) 对不同温度时效态S32101节镍双相不锈钢的显微组织、显微硬度和耐蚀性进行研究。结果表明：随时效温度从300 ℃升高,显微硬度增加,钝化膜致密性和耐蚀性下降;700 ℃时,相界处出现明显析出相,为碳氮化物和二次奥氏体组成的混合相,显微硬度达最大,钝化膜致密性和耐蚀性最差,几乎整个铁素体相被腐蚀,腐蚀机理是铁素体相的选择性溶解;继续升高到900 ℃,析出相减少,硬度下降,钝化膜致密性变好,耐蚀性提高。     

回火温度对AM355不锈钢组织及腐蚀行为的影响

通过循环伏安、双环电化学动电位再活化法、肖特基曲线和浸泡腐蚀试验对350、450、500、535、675℃回火4 h的AM355不锈钢的点蚀电位、晶间腐蚀敏感性和表面钝化膜性能进行研究,金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察微观组织和腐蚀形貌;探讨了不同回火温度对该不锈钢的腐蚀性能影响机制。结果表明:450℃回火时碳化物在原奥氏体晶界析出,在p H=1的3.5%Na Cl溶液中发生晶间腐蚀;在3.5%Na Cl溶液中,点蚀电位随回火温度的升高先降后升,500℃回火点蚀电位最低,点蚀电位的值与钝化膜内施主密度、受主密度相关性不明显,腐蚀优先在片状富Cr、Mo相周围发生。     

氢对310不锈钢钝化膜的影响

采用电化学和ＳＴＭ方法研究了氢对３１０不锈钢阳极极化过程,钝化膜形成过程和表面形貌特征以及膜耐点蚀性能的影响,并进行了相应的理论分析。研究表明：氢会降低不锈钢的自腐蚀电位,缩短钝化区域并使其向低电位方向偏移;降低反应电阻,增大钝化电流工,降低膜在纳米尺度上的结晶度和耐点蚀性能。     

固溶处理对节镍型LDX2101及00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、动电位极化法以及慢应变速率拉伸试验,研究了950和1 100℃固溶处理对节镍型LDX2101以及00Cr22Ni5Mo3N(SAF2205)双相不锈钢中析出相、点蚀和应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:950℃固溶处理使两种钢的微观组织均匀性变差,尤其是2205双相不锈钢中σ相的析出使其耐点蚀及应力腐蚀性能明显下降,耐点蚀性能甚至劣于点蚀当量(PREN)较小的LDX2101双相不锈钢; 1 100℃固溶处理对两种钢的点蚀和应力腐蚀开裂的行为影响较小,但钢的塑性略有提高。     

Cl~-对高氮不锈钢在0.5mol/L NaOH溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和恒电位极化电流响应曲线对一种高氮不锈钢在含不同浓度Cl~-的0.5mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:高氮不锈钢在含Cl~-的0.5mol/L NaOH中具有良好的耐蚀性,极化曲线表现出阳极钝化特征,Cl~-浓度对点蚀电位无显著影响,钝化电流密度随Cl~-浓度的增加而增大;当Cl~-浓度增加到1.00mol/L时,高氮不锈钢表面生成的钝化膜呈n型半导体,仍具有良好的保护性,钝化膜的载流子密度随着Cl~-浓度的增加而增大。     

pH对14Cr12Ni3WMoV不锈钢在含氯溶液中腐蚀行为的影响

通过开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析手段研究了酸性含氯溶液p H的变化对汽轮机末级叶片用钢14Cr12Ni3WMo V电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性含氯溶液p H的减小,材料表面阻抗减小,腐蚀速率和点蚀敏感性均增大;点蚀发生时,p H的减小会导致蚀坑沿纵向的发展减缓,而在无明显均匀腐蚀时其沿径向的发展加快;当溶液p H5时,不锈钢钝化膜主要由Fe和Cr相应的氧化物和氢氧化物组成,p H2时,钝化膜主要由Cr的氢氧化物、氧化物和高价态Mo~(6+)的相应化合物组成,含氯溶液p H的减小,会显著加速不锈钢钝化膜中Fe的溶解,从而钝化膜的稳定性降低,材料的耐蚀性下降。     

2205双相不锈钢在卤水溶液中腐蚀初探

通过动电位极化、电化学阻抗和循环伏安法研究了温度对2205双相不锈钢在卤水中腐蚀行为的影响。结果表明:随着卤水温度的升高,2205双相不锈钢的自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,电荷传递电阻降低,点蚀电位负移,钝化区间变窄,耐点蚀性能下降,腐蚀趋势加剧。