本文選題：經(jīng)濟型雙相不銹鋼 + 固溶處理�。� 參考：《太原理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：經(jīng)濟節(jié)約是雙相不銹鋼未來的發(fā)展趨勢之一,LDX 2101一經(jīng)問世便被廣泛地應用在石油、化工、橋梁建筑等領域。但是,腐蝕一直是制約雙相不銹鋼應用的主要因素。固溶態(tài)的雙相不銹鋼的兩相含量越接近、合金含量分布越均勻或者無有害相的析出,則其綜合性能越好。實際應用中,雙相不銹鋼的兩相平衡會被焊接等熱處理過程破壞掉,合金元素也會受溫度的影響重新分布。除此之外,雙相不銹鋼作為臨海結(jié)構材料,在使用過程中往往承受力的作用,故應力腐蝕開裂也是雙相不銹鋼常見的腐蝕失效形式�？梢�,很有必要探究固溶溫度和拉應力對LDX 2101的耐腐蝕性的影響。本文結(jié)合目前仍存在的問題,例如:固溶溫度變化時,未溶的小尺寸的奧氏體相對雙相不銹鋼耐蝕性能的影響,以及應力對耐蝕性的影響,然后根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果以LDX 2101為研究對象,利用電化學阻抗譜、動電位極化曲線和Mott Schottky等表征材料在3.5 wt.%NaCl溶液中的耐蝕性,并結(jié)合金相顯微鏡和掃描電鏡等微觀表征手段探究溫度、拉應力對LDX 2101耐蝕性能的影響機理。LDX 2101分別在950°C~1200°C溫度范圍內(nèi)保溫60 min,固溶溫度升高時,γ相逐漸溶解,α相的含量逐漸增多。溫度在950°C~1100°C范圍內(nèi)變化時,點蝕發(fā)生在α/γ相界處或者鐵素體內(nèi)部并向鐵素體相內(nèi)擴展,然而,固溶溫度為1000°C、1050°C、1100°C時,由于γ相溶解,在奧氏體相的晶界處出現(xiàn)新轉(zhuǎn)變而來的α相,此時點蝕更傾向于發(fā)生在新轉(zhuǎn)變的α相與周圍的γ相形成的相界處。固溶溫度繼續(xù)升高至1150°C時,LDX 2101耐蝕性最差,此時鐵素體相基體內(nèi)有許多溶解成極限尺寸γ相,由于極限尺寸的γ相與周圍的α相形成的兩個相界面很接近,故極限尺寸的奧氏體很容易從α/γ相界處被整個腐蝕掉。而固溶溫度為1200°C時,由于極限尺寸的未溶γ相幾乎溶解完全,LDX 2101的耐蝕性能變好。而且1150°C固溶不同時間后的研究結(jié)果進一步證實,固溶溫度相對較高時,極限尺寸的γ相對LDX2101的耐蝕性影響較大。在大小分別為0 MPa、89.5 MPa、101.3 MPa、139.4 MPa、150.8 MPa、172.6 MPa的力的作用下,LDX 2101表面的鈍化膜的摻雜濃度逐漸增大,這說明試樣表面的鈍化膜的穩(wěn)定性隨著應力的增大而逐漸下降,但是拉應力對點蝕電位(Epit)影響不大,其值主要受試樣的表層或次表層的夾雜物的影響,并且腐蝕形貌呈現(xiàn)出夾雜物形狀特征相一致。當腐蝕發(fā)生到一定程度時,可觀察到腐蝕沿著軋制方向擴展并呈現(xiàn)選擇性腐蝕鐵素體相的特征,尤其是當拉應力增大至172.6 MPa時,選擇性腐蝕鐵素體相的特征越明顯�？梢�,拉應力對耐蝕性的作用主要體現(xiàn)在對腐蝕的擴展的影響,這是因為兩相界面受到張力的作用時,腐蝕更容易在相界處發(fā)生并向較弱的α相內(nèi)擴展。
[Abstract]:Economic saving is one of the developing trends of duplex stainless steel in the future. Once it comes out, LDX 2101 has been widely used in petroleum, chemical industry, bridge construction and so on. However, corrosion has been the main factor restricting the application of duplex stainless steel. The more close the two-phase content of solid solution duplex stainless steel is, the more uniform the alloy content distribution is or the less harmful phase precipitation is, the better the comprehensive properties of the two-phase stainless steel are. In practical application, the two-phase equilibrium of duplex stainless steel will be destroyed by heat treatment such as welding, and the alloying elements will be redistributed by temperature. In addition, duplex stainless steel, as a structural material near the sea, is often subjected to stress in the process of use, so stress corrosion cracking is also a common corrosion failure form of duplex stainless steel. Therefore, it is necessary to explore the effect of solution temperature and tensile stress on the corrosion resistance of LDX 2101. In this paper, some problems still exist, such as the effect of insoluble austenite on the corrosion resistance of duplex stainless steel and the effect of stress on corrosion resistance of duplex stainless steel with the change of solution temperature. Based on the existing results, the corrosion resistance of LDX 2101 in 3.5 wt.%NaCl solution was characterized by electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization curve and Mott Schottky. And by means of microscopic characterization, such as metallographic microscope and scanning electron microscope, The effect of tensile stress on the corrosion resistance of LDX 2101. LDX 2101 is kept in the range of 950 擄C ~ 1 200 擄C for 60 min. When the solution temperature increases, the 緯 phase dissolves gradually and the 偽 phase content increases. When the temperature ranges from 950 擄C to 1100 擄C, the pitting corrosion occurs at the 偽 / 緯 phase boundary or inside the ferrite and extends to the ferrite phase. However, when the solution temperature is 1000 擄C, 1050 擄C 1100 擄C, the 偽 phase is changed at the grain boundary of the austenitic phase due to the dissolution of 緯 phase. The pitting tends to occur at the boundary between the newly transformed 偽 phase and the surrounding 緯 phase. When the solution temperature continues to rise to 1150 擄C, the corrosion resistance of LDX 2101 is the worst. At this time, there are many 緯 phase dissolved into the limit size 緯 phase in the ferrite phase group. The interface between the 緯 phase of the limit size and the 偽 phase around the phase is very close. Therefore, the austenite of the limit size is easily corroded from the 偽 / 緯 phase boundary. When the solution temperature is 1200 擄C, the corrosion resistance of LDX 2101 becomes better due to the insoluble 緯 phase with the limit size. Moreover, the results of 1150 擄C solution at different time further confirmed that the corrosion resistance of LDX2101 was greatly affected by 緯 with the limit size when the solution temperature was relatively high. The doping concentration of the passivation film on the surface of LDX 2101 increases gradually under the action of the force of 101.3 MPa1, 139.4 MPa1, 150.8 MPA, 172.6 MPa, respectively, which indicates that the stability of the passivated film on the surface of the sample decreases with the increase of the stress, and the stability of the passivation film decreases with the increase of the stress. However, the tensile stress has little effect on the pitting potential Epit.Its value is mainly affected by the inclusions in the surface or subsurface of the samples, and the corrosion morphology is consistent with the shape of the inclusions. When the corrosion occurs to a certain extent, it can be observed that the corrosion propagates along the rolling direction and exhibits the characteristics of selective corrosion of ferrite phase, especially when the tensile stress increases to 172.6 MPa, the characteristic of selective corrosion of ferrite phase becomes more obvious. It can be seen that the effect of tensile stress on corrosion resistance is mainly reflected in the effect of corrosion propagation, which is due to the fact that corrosion occurs more easily at the phase boundary and extends to the weaker 偽 phase when the interface of the two phases is affected by tension.
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG142.71;TG161

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本文編號：1875390