【摘要】： 本文以雙相不銹鋼的點(diǎn)蝕性能和縫隙腐蝕性能為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),研究了合金成分含量和固溶溫度對(duì)點(diǎn)蝕性能和縫隙腐蝕性能的影響,進(jìn)行了四因素三水平的正交試驗(yàn),最后得出了耐點(diǎn)蝕性能和耐縫隙腐蝕最佳的成分和固溶處理溫度。 本次試驗(yàn)鋼的添加元素有Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、N、Si等幾種。其中,Ni、Mn、N等元素對(duì)于穩(wěn)定和擴(kuò)大奧氏體相區(qū)有重要作用,同時(shí),Mo、Cr等元素的加入則可以強(qiáng)烈形成并穩(wěn)定鐵素體相區(qū)。由于本次試驗(yàn)合金元素配比控制得當(dāng),因此試驗(yàn)鋼的組織均勻性得到了保證,其相組成也較平衡合理。試驗(yàn)鋼在常溫下由奧氏體、鐵素體、中間相以及金屬夾雜物組成。 不銹鋼點(diǎn)蝕是一種由小陽(yáng)極大陰極腐蝕電池引起的陽(yáng)極區(qū)高度集中的局部腐蝕形式,其外觀隱蔽且破壞性極大。點(diǎn)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明,成分配比為25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N試樣的失重率較小,經(jīng)計(jì)算為2.0g/(m~2·h),而成分為25Cr7Ni5Mo2Cu-N和25Cr-7Ni4-Mo-4Cu-N試樣的失重率較大,計(jì)算結(jié)果分別為15.7g/(m~2·h)和12.7 g/(m~2·h)。同時(shí),試驗(yàn)鋼25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-N和25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N試樣表面未有明顯的腐蝕現(xiàn)象,而成分比為25-Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N的試樣表面分別出現(xiàn)了不同程度和類型的蝕坑,這些蝕坑的尺寸范圍從幾微米到幾十微米大小不等。成分為25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N、25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N和25Cr-6Ni-5Mo-4Cu-N的試樣出現(xiàn)帶腐蝕產(chǎn)物“蓋”的蝕孔,25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N試樣出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象,晶界隱約可見。 自腐蝕電位是判斷金屬材料耐點(diǎn)蝕性能的重要參數(shù)。合金元素的組成及固溶溫度的不同,會(huì)導(dǎo)致金屬材料的點(diǎn)蝕電位不同。對(duì)試驗(yàn)鋼的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,試驗(yàn)鋼25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N和25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N試樣的自腐蝕電位高而點(diǎn)蝕電流低,說明其耐點(diǎn)蝕性能較好。相比之下,試驗(yàn)鋼25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N和25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N試樣的自腐蝕電位低而點(diǎn)蝕電流高,說明其耐點(diǎn)蝕性能相對(duì)較差。 縫隙腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明:成分為25Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N和25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N的試樣的失重率較小,經(jīng)計(jì)算為0.1g/(m~2·h)、0.1g/(m~2·h)和0.27 g/(m~2·h);而成分為25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N的試驗(yàn)鋼的失重率相對(duì)較大,計(jì)算結(jié)果為5.87 g/(m~2·h)和3.46 g/(m~2·h)。同時(shí),成分為25Cr-7Ni-3Mo-3Cu-N、25Cr-8Ni-3Mo-4Cu-N、25Cr-8Ni-5Mo-3Cu-N、25Cr-7Ni-5Mo-2Cu-N的試樣表面未有明顯的腐蝕現(xiàn)象;而成分為25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-N試樣表面略有起皮的趨勢(shì),成分為25Cr-8Ni-4Mo-2Cu-N的試樣表面出現(xiàn)了蝕坑,并且25Cr-6Ni-4Mo-3Cu-N試樣表面出現(xiàn)了帶腐蝕產(chǎn)物“蓋”的蝕孔;試驗(yàn)鋼25Cr-7Ni-4Mo-4Cu-N和25Cr-6Ni-5Mo-4Cu-N試樣表面大面積裸露,腐蝕比較嚴(yán)重并且不規(guī)則。
【圖文】：

故的統(tǒng)計(jì)表明，54%的不銹鋼設(shè)備失效是由局部腐蝕造成的[41。金屬的局部腐蝕失效形式主要包括點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕等。美國(guó)對(duì)1973一1978年間腐蝕失效的統(tǒng)計(jì)如圖1.1所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)腐蝕失效的比例僅次于應(yīng)力腐蝕開裂，危害性極強(qiáng)。同時(shí)點(diǎn)腐蝕具有以下特征:(1)具有很高的穿透速率。由于點(diǎn)蝕形成小陽(yáng)極大陰極的活性一鈍性腐蝕電池，所以陽(yáng)極電流密度很大，穿孔迅速。某些金屬在特定的環(huán)境下，穿孔速率達(dá)到10一40mm/yr[0， 71，設(shè)備會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)穿孔失效。(2)發(fā)生具有隨機(jī)性和不可預(yù)見性。點(diǎn)蝕能夠在金屬表面任何位置發(fā)生，并不像其他局部腐蝕形式一樣有特定的位置，例如晶間腐蝕發(fā)生在晶界附近;另外

通過測(cè)量腐蝕速率(或年腐蝕深度)、蝕孔的數(shù)目、大小和深度，來測(cè)定金屬或合金的耐點(diǎn)蝕性能。例如美國(guó)的 AsTMG46一94(1999)給出了標(biāo)準(zhǔn)樣圖，對(duì)點(diǎn)蝕形貌進(jìn)行表觀評(píng)定，如圖1.6。我國(guó)也形成了自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4334.7一84。也可以通過測(cè)定臨界點(diǎn)蝕溫度 (ASTMG48一 03MethodE)，確定金屬或合金的敏感性。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，陰陽(yáng)極過程均在發(fā)生點(diǎn)蝕的試樣表面進(jìn)行，，具有較大的陰極面積，蝕孔不在表面發(fā)展，而是向內(nèi)部發(fā)展，這與生產(chǎn)實(shí)際較為符合。但是這種方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。A密度BC大小深度口·2， 5x10;/礦O，5叭mZo。嗚儷.一2，腸能m含O‘阮m3口……5減l口41翻:80~至l，已.撤4口.一1義ID
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG142.71

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 周亞紅;;制氫裝置空氣預(yù)熱器腐蝕失效分析及措施[J];全面腐蝕控制;2012年07期

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1 潘英才;高碳高鉻雙相不銹鋼組織和性能的研究[D];山東建筑大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2702074