本文關(guān)鍵詞：析出相對(duì)2205雙相不銹鋼點(diǎn)蝕與選擇性腐蝕的影響

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【摘要】：金屬材料的腐蝕問(wèn)題一直都是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步面臨的巨大挑戰(zhàn)。雙相不銹鋼的固溶組織中含有鐵素體與奧氏體兩相,兼具鐵素體與奧氏體各自特性,耐腐蝕性能較為優(yōu)秀,在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。其中2205雙相不銹鋼以其優(yōu)良的耐腐蝕性能及綜合力學(xué)性能,成為目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)雙相不銹鋼。雙相不銹鋼優(yōu)良的耐腐蝕性能主要取決于其固溶態(tài)的鐵素體與奧氏體組織以及相近的兩相比,有害析出相會(huì)顯著降低雙相不銹鋼的耐腐蝕性能。由于所含合金元素較豐富,2205雙相不銹鋼在300~1000℃范圍內(nèi)停留時(shí)會(huì)產(chǎn)生σ相、χ相等有害析出相,析出相對(duì)材料耐蝕性影響較大,應(yīng)盡量避免其析出。然而在材料實(shí)際生產(chǎn)、加工及使用等過(guò)程中,焊接操作以及某些熱加工等過(guò)程會(huì)使材料在析出相敏感溫度范圍內(nèi)停留,導(dǎo)致析出相不同程度地析出,因此有必要探究不同含量、種類(lèi)的析出相對(duì)材料耐腐蝕性的影響;同時(shí),生產(chǎn)中常通過(guò)冷軋變形來(lái)提高材料的力學(xué)性能,而冷軋變形又會(huì)引發(fā)2205雙相不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)和析出相析出行為的變化,進(jìn)而影響材料耐腐蝕性,故亦有必要探究經(jīng)冷軋變形的材料組織演變和耐腐蝕性能的關(guān)系。本論文以前人的工作為基礎(chǔ),并結(jié)合現(xiàn)有研究中亟待解決的科學(xué)問(wèn)題,如短時(shí)間時(shí)效初生的χ相對(duì)材料腐蝕萌生位置及整體耐蝕性的影響、長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效形成的σ相與材料選擇性腐蝕和腐蝕形貌的關(guān)系、冷軋變形對(duì)材料析出相含量、耐腐蝕性以及腐蝕形貌的影響等問(wèn)題,以2205雙相不銹鋼材料為研究對(duì)象,使用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等設(shè)備對(duì)材料的組織結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行分析觀(guān)察,利用極化曲線(xiàn)測(cè)試、電化學(xué)阻抗測(cè)試等電化學(xué)方法對(duì)材料的耐腐蝕性進(jìn)行檢測(cè)以推斷耐腐蝕性能,對(duì)材料同一位置腐蝕前后的微觀(guān)組織進(jìn)行對(duì)比觀(guān)察,以分析材料中各相發(fā)生選擇性腐蝕的機(jī)制,對(duì)經(jīng)時(shí)效處理的冷軋變形材料進(jìn)行相應(yīng)的耐腐蝕性能測(cè)試,為實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中焊接溫度控制、熱加工工藝優(yōu)化、組織成分預(yù)測(cè)、耐腐蝕性能評(píng)估等提供重要科學(xué)依據(jù)。2205雙相不銹鋼經(jīng)1050℃固溶處理后僅存在鐵素體相和奧氏體相,且兩相比例相近。而經(jīng)850℃時(shí)效5min后,鐵素體晶界處會(huì)首先析出χ相,隨時(shí)效時(shí)間逐漸延長(zhǎng),基體晶界與相界處析出σ相。χ相為亞穩(wěn)態(tài)相,隨著時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)逐漸分解轉(zhuǎn)變?yōu)棣蚁?σ相既可由鐵素體共析轉(zhuǎn)變而來(lái),也可由χ相分解轉(zhuǎn)變而來(lái)。χ相與σ相均為富cr、mo相,其存在可破壞材料原有兩相平衡,造成合金元素分布不均。短時(shí)間時(shí)效析出的χ相使材料整體耐蝕性稍有下降,并對(duì)極化曲線(xiàn)穩(wěn)定性造成一定的影響。由于χ相界面處元素分布不均,同時(shí)χ相在電化學(xué)反應(yīng)中充當(dāng)陽(yáng)極,故點(diǎn)蝕優(yōu)先萌生在χ相周?chē)姚窒鄡?yōu)先受到腐蝕。χ相晶粒大小會(huì)影響點(diǎn)蝕萌生的位置,當(dāng)χ相的晶粒細(xì)小且分布密度較大時(shí),χ相與周?chē)嗟慕缑娉蔀辄c(diǎn)蝕易于萌生的位置。含σ相的2205雙相不銹鋼存在明顯的選擇性腐蝕特征,在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中,σ相最先溶解,其次是周?chē)呢歝r區(qū),之后為鐵素體相,最后為初次奧氏體相以及二次奧氏體相。σ相不僅降低了材料的耐點(diǎn)蝕性和鈍化膜穩(wěn)定性,同時(shí)也改變了材料電化學(xué)腐蝕后的形貌,隨著σ相析出量逐漸增多,腐蝕形貌從半球形變?yōu)榭谛∏淮蟆?nèi)部破壞嚴(yán)重的形貌,后逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷挏\狀的腐蝕形貌。冷軋變形使2205雙相不銹鋼晶粒變得狹長(zhǎng)細(xì)碎,時(shí)效處理后χ相與σ相的析出速度加快、總體析出量增多,同時(shí)部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變誘發(fā)馬氏體。冷軋材料經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后,其耐蝕性明顯低于經(jīng)同等時(shí)效處理的熱軋材料,材料表面鈍化膜的穩(wěn)定性也有所下降。冷軋材料各相的選擇性腐蝕順序不同于熱軋?jiān)嚇?組織中的相界、缺陷以及應(yīng)變誘發(fā)馬氏體等位置更易受到腐蝕,腐蝕形貌也較相同條件的熱軋材料有明顯不同。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.71;TG156.92;TG335.12

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