【摘要】：200系不銹鋼因?yàn)橛肕n和N代替昂貴的Ni,而且具有較好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能,價(jià)格又比較低廉,因此獲得廣泛的應(yīng)用。200A奧氏體不銹鋼是在201奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的低價(jià)新型不銹鋼,其Cr含量為17.2~17.6%,Mn含量為8.95~9.56%,N含量為0.14~0.19%。為了了解新設(shè)計(jì)的200A奧氏體不銹鋼是否具有商用價(jià)值,本論文對200A奧氏體不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)和耐腐蝕性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的測試研究,并重點(diǎn)研究了固溶時(shí)效以及氮含量對鋼的組織及性能的影響,研究結(jié)果如下:200A奧氏體不銹鋼鍛后空冷態(tài)組織:基體為奧氏體,還存在少量條狀α-Fe相;組織致密,晶粒細(xì)小,晶粒直徑在0.035~0.05 mm之間,晶粒等級在5到7級之間;沒有宏觀裂紋與大型夾雜物,但存在少量顯微坑洞,能譜分析表明:顯微坑洞為氧化鉻。1150℃固溶處理后,200A奧氏體不銹鋼的基體主要為奧氏體,組織致密,沒有宏觀裂紋,與鍛后空冷態(tài)相比,晶粒均明顯增大。700℃時(shí)效處理后,晶界處出現(xiàn)了α-Fe相的條狀組織,與1150℃固溶態(tài)相比,晶粒增大;800℃時(shí)效處理后,晶界處有化合物相的析出,與700℃時(shí)效態(tài)相比,晶粒增大;900℃時(shí)效處理后,晶界處析出相較多,布滿晶界,晶內(nèi)也有少量析出相存在,析出相向晶內(nèi)發(fā)展,與800℃時(shí)效態(tài)相比,晶粒增大。硬度測試結(jié)果表明:三種200A奧氏體不銹鋼鍛后空冷態(tài)、固溶時(shí)效態(tài)試樣的顯微硬度在209.38 HV0.5~292.88 HV0.5之間;試驗(yàn)鋼經(jīng)固溶處理后,氮等合金元素溶入基體,鋼的硬度降低。時(shí)效處理后化合物相析出,提高了鋼的硬度。極化曲線測試結(jié)果表明:在3.5%NaCl溶液中,三種200A奧氏體不銹鋼1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕電位分別為:-0.44997 V、-0.43542 V、-0.48282 V;腐蝕電流密度依次為3.59×10~(-5) A/cm~2、1.72×10~(-5) A/cm~2、1.61×10~(-5) A/cm~2。與3Cr13不銹鋼相比,200A奧氏體不銹鋼腐蝕電位與3Cr13的相差不大,但200A奧氏體不銹鋼的腐蝕速度不到3Cr13的二分之一。與304不銹鋼相比,腐蝕電位相差不大,但200A奧氏體腐蝕速度大于304不銹鋼,耐均勻腐蝕性能較304不銹鋼較差。電化學(xué)動電位再活化法測試(EPR)結(jié)果表明:經(jīng)時(shí)效處理后,三種200A奧氏體不銹鋼的再活化率在1.75~34%之間。經(jīng)700℃時(shí)效處理,N含量0.14%時(shí),再活化率最小,再活化率為1.75%,與300系不銹鋼相比,具有更好的耐晶間腐蝕性。在濃硝酸浸泡實(shí)驗(yàn)表明:三種200A奧氏體不銹鋼1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕率分別為0.037 g/(h×m~2)、0.100 g/(h×m~2)、0.036g/(h×m~2),試樣表面出現(xiàn)較多腐蝕坑,而3Cr13不銹鋼濃硝酸浸泡之后會迅速生成一層鈍化膜,減緩腐蝕。200A奧氏體不銹鋼的耐強(qiáng)化性酸腐蝕性與3Cr13不銹鋼相比較差;在6%FeCl_3溶液浸泡實(shí)驗(yàn)表明:1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕率分別為18.556 g/(h×m~2)、5.724 g/(h×m~2)、15.717 g/(h×m~2)。304不銹鋼的點(diǎn)腐蝕率為28.86 g/(h×m~2),200A奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)腐蝕性好于304不銹鋼;在1%NaCl溶液浸泡實(shí)驗(yàn)表明:1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕率分別為0.297 g/(h×m~2)、0.464 g/(h×m~2)、0.169g/(h×m~2);在5%Na_2CO_3溶液浸泡實(shí)驗(yàn)表明:1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕率分別為0.071 g/(h×m~2)、0.152 g/(h×m~2)、0.119 g/(h×m~2);在2%醋溶液浸泡實(shí)驗(yàn)表明:1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的腐蝕率分別為:0.564 g/(h×m~2)、0.150 g/(h×m~2)、0.211 g/(h×m~2)。200A奧氏體不銹鋼耐均勻腐蝕性好于3Cr13不銹鋼,差于304不銹鋼;耐晶間腐蝕性與300系不銹鋼相當(dāng);耐強(qiáng)酸腐蝕性差于3Cr13不銹鋼;耐點(diǎn)腐蝕性好于304不銹鋼;耐酸堿鹽腐蝕性滿足國標(biāo)中家用食品金屬烹飪器具不粘表面及測試規(guī)范;800℃氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1#(0.14%N)、2#(0.16%N)、3#(0.19%N)的氧化速率分別為0.02042 g/(h×m~2)、0.03348 g/(h×m~2)、0.02706 g/(h×m~2)。對照GB/T13303—199l標(biāo)準(zhǔn),200A奧氏體不銹鋼達(dá)到了完全抗氧化的級別。
【圖文】：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文別為 1446 ℃、1447 ℃、1437 ℃，與熱分析實(shí)驗(yàn)測得熔點(diǎn)一致。 200A 奧氏體不銹鋼熱分析實(shí)驗(yàn)考估算熔點(diǎn)，在 STA44PF3 型同步熱分析儀上進(jìn)行熱分析實(shí)驗(yàn)，為固度制定提供參考。試樣的直徑為 5 mm，厚度為 1 mm，用氧化鋁干熱爐中。試驗(yàn)條件為：30~1000 ℃，10 ℃/min，氬氣保護(hù)。果 2.1~2.3 所示，為三種 200A 奧氏體不銹鋼在 30~1000 ℃熱分析實(shí)驗(yàn).14% N）在 569.67 ℃、617.42 ℃、871.30 ℃時(shí)有化合物相析出，從中，在 871.30 ℃之后沒有出現(xiàn)其他峰，可以認(rèn)為 1#（0.14% N）在化合物相已經(jīng)完全析出。

在 871.30 ℃之后沒有出現(xiàn)其他峰，可以認(rèn)為 1#（0.14% N）在化合物相已經(jīng)完全析出。圖 2.1 1#（0.14% N）200A 奧氏體不銹鋼熱分析結(jié)果Fig.2.1 Thermal analysis results of 1#（0.14% N）200A Austenitic Stainless steel
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2682780