含鈷馬氏體時效硬化不銹鋼作為一種新型超高強度不銹鋼,由于其優(yōu)越的綜合性能,在航空航天及其它領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。合金元素鈷（Co）在不銹鋼中可以提高鋼的強度和硬度,但是其對馬氏體時效硬化不銹鋼中的板條馬氏體、逆變奧氏體組織的影響作用,以及對材料耐蝕性能的影響鮮有報道;針對含Co馬氏體時效硬化不銹鋼電化學腐蝕性行為及腐蝕機理方面的研究不夠深入。本文以含Co和不含Co的馬氏體沉淀時效硬化不銹鋼為試驗材料,采用金相顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）以及X射線衍射儀（XRD）等表征手段,探究Co元素對板條馬氏體、逆變奧氏體、富銅沉淀相復(fù)相組織的影響作用;通過動電位極化曲線、交流阻抗譜和肖特基曲線的測試分析,掌握Co元素對馬氏體時效硬化不銹鋼耐蝕性能的作用規(guī)律,并對比研究了含鈷鋼在不同溫度（30℃、40℃、50℃、60℃）的3.5%NaCl溶液、不同Cl^-濃度（2%、3.5%、5%、7%）的氯化鈉溶液、不同摩爾比的NaCl和Na₂SO₄混合溶液等環(huán)境中的電化學腐蝕行為及特性,得到的主要結(jié)果如下:（1）加入6wt... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三種強化機理對不銹鋼的貢獻Fig.1.1Contributionofthreestrengtheningmechanismstostainlesssteel

西安建筑科技大學碩士學位論文6馬氏體時效硬化不銹鋼兼具了馬氏體時效鋼和馬氏體沉淀硬化不銹鋼兩者的優(yōu)點，主要是由第二相析出強化和低碳馬氏體位錯強化疊加而強化的超高強度不銹鋼。因此，馬氏體時效硬化不銹鋼逐步取代了馬氏體沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼，成為高強度不銹鋼的一個重要發(fā)展趨勢綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，主要集中在對馬氏體時效硬化不銹鋼的組織和力學性能方面，以及鈷元素對其他材料的影響作用研究；然而對含鈷馬氏體時效硬化不銹鋼腐蝕性能和鈍化膜的研究卻鮮有報道。有研究表明馬氏體沉淀硬化不銹鋼時效處理后，晶界處碳化物析出造成的貧Cr區(qū)，會導(dǎo)致不銹鋼腐蝕性能下降，因此研究鈷元素的加入對該材料耐蝕性和后期腐蝕環(huán)境的影響作用規(guī)律，具有重要的學術(shù)意義和實用價值[30,31]。1.2不銹鋼的點蝕1.2.1點蝕的定義美國材料試驗協(xié)會對點蝕做了具體的定義，點蝕稱為點腐蝕，發(fā)生在金屬表面的個別點或微小區(qū)域，從表面深入內(nèi)部的一種由大陰極小陽極腐蝕電池引起的陽極區(qū)高度集中的局部腐蝕形式，又可稱為坑蝕或孔蝕[32]。表面的孔口直徑一般為幾十到幾百微米，通常小于孔深，蝕坑表面被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，呈開口式蝕孔和閉口式蝕孔[32]。然而蝕孔的形狀截然不同，其剖面展現(xiàn)出不同形狀，如圖1.2所示。點蝕是引起材料發(fā)生局部腐蝕的主要形式之一，點蝕坑的存在容易造成應(yīng)力集中區(qū)，還會降低材料的整體強度，嚴重時會引起設(shè)備穿孔而降低使用壽命。因此，研究點蝕的存在和發(fā)生機理對預(yù)防腐蝕，減小因材料的失效引起的經(jīng)濟損失有著重要的現(xiàn)實意義。圖1.2剖面展現(xiàn)出的不同形狀Fig.1.2Differentprofileshapes

西安建筑科技大學碩士學位論文81.2.3點蝕的發(fā)展機理點蝕是由于蝕孔內(nèi)發(fā)生的閉塞電池形成的自催化過程導(dǎo)致的一種腐蝕現(xiàn)象。點蝕萌發(fā)后，蝕孔不斷向內(nèi)部生長并抑制了再鈍化過程的進行，使鈍化膜底部的金屬基體發(fā)生溶解，促進了點蝕的發(fā)展。點蝕發(fā)展過程中的推動力主要由小陽極-大陰極電池、蝕孔內(nèi)外的氧濃差電池及閉塞電池自催化酸化作用產(chǎn)生的動力組成[32]。在含有侵蝕性離子（Cl-）的介質(zhì)中，蝕孔內(nèi)形成一個閉塞區(qū)，外表面的陽極為吸氧反應(yīng)，導(dǎo)致孔內(nèi)的含氧量遠遠低于孔外，從而形成了氧濃差電池（圖1.3）。為了維持電荷中性，蝕孔外的Cl-需要不斷進入孔內(nèi)中和孔內(nèi)增加的陽離子，孔內(nèi)隨著Cl-濃度的增大使得pH降低，金屬離子更容易發(fā)生溶解反應(yīng)（Fe2++2OH-→Fe(OH)2，4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3↓），使基體處于活化溶解狀態(tài)[40]。孔內(nèi)溶液的導(dǎo)電性能好，相當于內(nèi)部電阻較低，同時濃鹽溶液溶解氧的能力下降并且擴散困難，使金屬的再鈍化能力下降，導(dǎo)致腐蝕不斷發(fā)展。腐蝕產(chǎn)物在蝕孔口的不斷累積，使其與外界溶液交換困難，溶液無法進行稀釋，因此造成上述閉塞電池效應(yīng)。圖1.3氧濃差電池Fig.1.3Oxygenconcentrationcell1.2.4點蝕的影響因素目前已有大量學者對點蝕的影響因素做了廣泛研究，主要分為環(huán)境因素和材料因素兩大類。1.環(huán)境因素對點蝕的影響腐蝕環(huán)境的溫度、侵蝕性離子濃度、溶液中溶解的氣體和pH值對點蝕行為

【參考文獻】：
期刊論文
[1]馬氏體時效硬化不銹鋼高溫流變應(yīng)力本構(gòu)模型[J]. 鄒德寧,韓彤,張威,劉星,韓英.  塑性工程學報. 2018(05)
[2]馬氏體時效硬化不銹鋼真空熱處理的組織和性能[J]. 張忠和,蔣申柱,趙亮,王飛宇,王博,郭楊.  真空. 2018(04)
[3]304L不銹鋼焊接接頭表面狀態(tài)對其在硼酸溶液中腐蝕行為的影響[J]. 徐為民,詹靜,李成濤,陳建軍,方可偉.  腐蝕與防護. 2018(06)
[4]AM355不銹鋼在酸性溶液中的腐蝕電化學行為[J]. 范春華,李國祥,李雪瑩,劉伯洋,吳錢林,尹衍升.  材料科學與工程學報. 2018(01)
[5]時效溫度對Co-Cu合金化馬氏體時效硬化不銹鋼組織性能的影響[J]. 李科欣,鄒德寧,張威,張英波.  金屬熱處理. 2017(11)
[6]電流密度對鍍錫板鈍化膜厚度、成分及膜中鉻元素的影響[J]. 許斐范,生海,石云光,楊建煒.  冶金分析. 2017(10)
[7]pH值對馬氏體沉淀硬化不銹鋼PH13-8Mo腐蝕電化學行為的影響[J]. 李雪瑩,范春華,吳錢林,鐘寧,董麗華,尹衍升.  腐蝕科學與防護技術(shù). 2017(04)
[8]合金元素對316LN不銹鋼的力學性能和點蝕性能的影響[J]. 吳從風,王心禾,張海龍,王西濤.  工程科學學報. 2015(09)
[9]四種不銹鋼在含不同濃度Cl-的高爐煤氣管道冷凝模擬液中的腐蝕行為[J]. 金志浩,葛紅花,林薇薇,孟新靜,趙玉增.  腐蝕與防護. 2014(09)
[10]鈷元素對304不銹鋼電化學行為的影響[J]. 張巖,季長富.  天水師范學院學報. 2013(05)

碩士論文
[1]904L和254SMO超級奧氏體不銹鋼在高氯酸性環(huán)境中的點蝕行為研究[D]. 劉欣芳.北京化工大學 2017
[2]馬氏體時效不銹鋼強韌化機理研究[D]. 周蓓蓓.哈爾濱理工大學 2012
[3]奧氏體不銹鋼點蝕行為的研究[D]. 徐珊.南昌航空大學 2010
[4]Ti含量對00Cr12Ni9Mo4Cu馬氏體時效不銹鋼組織和硬度的影響[D]. 李蓉.浙江大學 2008
[5]304不銹鋼鈍化膜在海水介質(zhì)中的半導(dǎo)體特性研究[D]. 杜建波.中國海洋大學 2007
[6]00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時效不銹鋼的時效硬化行為研究[D]. 李駒.浙江大學 2007



本文編號：3580595