【摘要】：304不銹鋼因具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、耐高溫性能和加工成形性能被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及人民生活的許多領(lǐng)域,制造滿足不同要求的重要零部件。材料在工作中往往會同時承受高溫、各類應(yīng)力、侵蝕性離子等復(fù)雜條件的綜合作用。在復(fù)雜的工作條件下,對材料基體起著重要保護作用的鈍化膜表面膜,會由于多種因素的作用而首先發(fā)生損壞,進而使材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂并引發(fā)安全事故。本文采用現(xiàn)代分析測試方法,通過對304不銹鋼在多種因素共同作用下鈍化膜保護性能的演變、形變馬氏體含量對材料鈍化性能和應(yīng)力腐蝕敏感性的相關(guān)研究,深入探討了材料的耐蝕機理,并對材料在含Cl~-水介質(zhì)中熱力耦合條件下的腐蝕壽命進行了預(yù)測。通過對含氯離子溶液中熱-力耦合條件下304不銹鋼表面鈍化膜的系統(tǒng)研究表明:鈍化膜中各種化合物的含量會因浸泡條件不同而發(fā)生改變。不同浸泡條件下膜中FeO、Cr_2O_3相對含量降低,而Fe_2O_3相對含量升高。隨著浸泡時間的增加,各化合物之間的比例會隨浸泡條件的不同而各自趨于不同的穩(wěn)定值。晶界表面處的鈍化膜會因化合物的溶解形成腐蝕溝。雖然膜中Cr_2O_3相比例降低會導(dǎo)致膜保護性能的下降,但晶界表面處鈍化膜的非均勻破壞是其保護性能降低的主要原因。經(jīng)固溶處理后的304不銹鋼組織為100%的奧氏體相。經(jīng)冷軋變形后試樣中會出現(xiàn)不同含量的α′馬氏體。當馬氏體含量低于6%時,表面膜中Cr_2O_3的含量隨α′馬氏體含量增加而降低,膜的厚度減小,施主及受主密度升高,膜的保護性能呈下降趨勢。當馬氏體含量高于6%時,表面膜中Cr_2O_3的含量、隨α′馬氏體含量增加得到一定提高,膜的厚度增加,施主及受主密度降低,膜的保護性能得到一定提高。α′馬氏體含量為6%時,材料耐蝕性能最差。慢應(yīng)變速率拉伸試驗結(jié)果顯示,經(jīng)冷軋后的試樣延伸率、耐腐蝕性顯著降低。α′馬氏體含量6%的試樣應(yīng)力腐蝕敏感性最高。材料表面原始鈍化膜的損壞對材料保護性能具有較大影響。表面膜的損壞造成不同馬氏體含量試樣的膜電阻阻值降低,點蝕電位降低了約0.1-0.2mV。采用灰色理論的GM(1.1)預(yù)測模型對材料的使用壽命進行預(yù)測。根據(jù)預(yù)測結(jié)果,不同馬氏體含量試樣的腐蝕壽命差異較為明顯。馬氏體含量為0的試樣腐蝕壽命明顯高于其它試樣。氯離子濃度對腐蝕壽命的影響要高于溫度的影響。相同浸泡條件下為馬氏體含量6%的試樣強度衰減速率最大,壽命最短。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG178

【參考文獻】

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本文編號：2748770