鐵素體耐熱不銹鋼因其價(jià)格低廉,耐高溫氧化性能好,耐腐蝕性能好,熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于鍋爐管道、汽車零部件等領(lǐng)域。近年來,汽車排氣系統(tǒng)的使用壽命和排氣溫度的不斷提高,對排氣系統(tǒng)熱端部件的服役條件也提出了更加苛刻的要求。為了提高汽車排氣系統(tǒng)熱端部件材料的綜合性能,合金化是一種普遍并且十分重要的方法。本文以00Cr17NbCu鐵素體耐熱不銹鋼為研究對象,采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等表征手段,詳細(xì)觀察了時(shí)效處理后試樣的微觀組織形態(tài)和析出相的變化、析出相的取向及析出相長大規(guī)律,探究時(shí)效處理對00Cr17NbCu鐵素體耐熱不銹鋼組織演變的影響;通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)如動(dòng)電位極化曲線、交流阻抗譜等測試分析,掌握不同時(shí)效處理工藝對00Cr17NbCu鐵素體耐熱不銹鋼耐腐蝕性能的影響規(guī)律;通過莫特-肖特基曲線、X射線光電子能譜（XPS）分析探討了鐵素體耐熱不銹鋼表面鈍化膜的半導(dǎo)體特性及鈍化膜成分組成,進(jìn)而研究其腐蝕機(jī)理。研究時(shí)效工藝對00Cr17NbCu鐵素體耐熱不銹鋼的微觀組織的影響,結(jié)果表明:經(jīng)過不同的時(shí)效處理工藝,一共發(fā)現(xiàn)四種不同類型的析出相,分別為ε-Cu、NbC、Fe

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車排氣系統(tǒng)的組成[8-10]

第1章緒論8性，使得這些地方比較脆弱，會(huì)出現(xiàn)向內(nèi)部發(fā)展的腐蝕小坑，表面其余地方不發(fā)生腐蝕或者腐蝕程度比較低，這種局部產(chǎn)生的腐蝕小坑即為小孔腐蝕，簡稱點(diǎn)蝕。當(dāng)金屬表面局部電位比點(diǎn)蝕電位高時(shí)，陽極電流經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)急劇上升，這段時(shí)間就會(huì)成為點(diǎn)蝕的誘導(dǎo)期。在點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期，鈍性金屬表面會(huì)形成點(diǎn)蝕核，如不能再鈍化使點(diǎn)蝕消失，點(diǎn)蝕將會(huì)進(jìn)入發(fā)展階段[33]。在點(diǎn)蝕發(fā)展階段，點(diǎn)蝕核繼續(xù)生長，最終發(fā)展為宏觀的腐蝕孔。一旦形成腐蝕孔，腐蝕孔內(nèi)部的金屬表面處于活性溶解狀態(tài)，腐蝕孔外金屬處于鈍化狀態(tài)。因此，腐蝕孔的內(nèi)部和外部就構(gòu)成了活化-鈍化局部腐蝕電池，具有大陰極、小陽極的特征（圖1-2所示）。圖1.2鈍化金屬點(diǎn)蝕的閉塞電池示意圖在不銹鋼的點(diǎn)蝕中，不銹鋼表明形成點(diǎn)蝕坑后，孔內(nèi)會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：→2++2（1-1）2++22→()2↓+2+（1-2）42++2+102→4()2↓+8+（1-3）隨著點(diǎn)蝕反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行和溶解的金屬離子的增加，相應(yīng)的水解反應(yīng)也將繼續(xù)。由于酸的自催化作用和向下的重力的影響，腐蝕孔會(huì)不斷沿著中立方向發(fā)展[34]。1.4.2點(diǎn)蝕的研究方法（1）化學(xué)浸泡法[35]化學(xué)浸泡法是研究不銹鋼點(diǎn)蝕常用的一種方法。該方法主要是指將不銹鋼試樣放在FeCl3溶液或者其他腐蝕介質(zhì)中浸泡一段時(shí)間，通過掃描電鏡觀察樣品表面的腐蝕形貌，得到點(diǎn)蝕坑的大小和數(shù)量等參數(shù)；失重率可以從稱量樣品浸泡前后的質(zhì)量獲得�；瘜W(xué)浸泡法也可以研究熱處理、合金元素以及樣品表面狀態(tài)對不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能的影響。（2）極化曲線法[35]

第1章緒論9動(dòng)電位極化曲線和恒電位極化曲線是研究不銹鋼點(diǎn)蝕行為的兩種方法。恒電位極化法一般是一個(gè)暫態(tài)過程，而動(dòng)電位極化法是一個(gè)穩(wěn)態(tài)過程。一般研究不銹鋼的腐蝕行為采用動(dòng)電位極化曲線法。圖1.3是動(dòng)電位法測得的不銹鋼在NaCl溶液中的陽極極化曲線。當(dāng)E>Eb時(shí)，點(diǎn)蝕才能發(fā)生，此時(shí)溶液中的Cl-容易吸附在鈍化膜的缺陷處，并和鈍化膜中的陽離子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生具有可溶性的氯化物，并在鈍化膜表面形成活性溶解點(diǎn)，該溶解點(diǎn)就會(huì)成為點(diǎn)蝕核。從外觀上看，鈍化膜上形成的點(diǎn)蝕核與鈍化膜顏色有所差異，但還沒有形成真正的點(diǎn)蝕孔，隨著點(diǎn)蝕核繼續(xù)長大，當(dāng)尺寸達(dá)到約30μm時(shí)，宏觀上就可以觀察到小孔，此時(shí)可以稱之為點(diǎn)蝕坑。圖1.3不銹鋼在NaCl溶液中的環(huán)形陽極極化曲線（3）電化學(xué)阻抗譜法[35]電化學(xué)阻抗譜法是指通過控制電化學(xué)工作站的輸入電流或者電位，使其在小幅度的范圍內(nèi)按正弦規(guī)律變化，從而可以分析金屬在電化學(xué)腐蝕下的反應(yīng)機(jī)理及計(jì)算相關(guān)電化學(xué)參數(shù)。例如不銹鋼表面鈍化膜電阻、雙層電阻等可以通過對腐蝕金屬表面的電化學(xué)阻抗譜測量獲得；不銹鋼的電化學(xué)腐蝕機(jī)理可以由阻抗譜圖的形狀判斷；腐蝕過程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)等可以通過對阻抗數(shù)據(jù)的擬合計(jì)算得出。通過測量不同材料經(jīng)過不同時(shí)間浸泡后的阻抗圖，可以判斷不同材料的點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期，從而可以進(jìn)一步得出其耐點(diǎn)蝕性能的差異。張勝寒[36]等在研究304不銹鋼點(diǎn)蝕行為時(shí)，通過原位上測量整個(gè)點(diǎn)蝕過程中的電化學(xué)阻抗，探討了304不銹鋼的點(diǎn)蝕機(jī)理及鈍化膜結(jié)構(gòu)。1.4.3影響點(diǎn)蝕的主要因素影響不銹鋼點(diǎn)蝕的主要因素可分為環(huán)境因素和材料本身的特征兩類。

【參考文獻(xiàn)】：
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[3]汽車排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼耐蝕性能和成形性能的研究[D]. 舒俊.上海交通大學(xué) 2013
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碩士論文
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本文編號：3137607