硼對S31254超級奧氏體不銹鋼組織結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響規(guī)律研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-17 08:40
S31254超級奧氏體不銹鋼含有高的鉻、鎳、鉬、氮等元素,相較于常規(guī)奧氏體鋼具有更加優(yōu)異的耐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于煙氣脫硫、海水淡化、紙漿漂白、化工等強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中。然而,合金體系中高的Cr、Mo含量,使得材料在凝固過程中Mo元素偏析嚴(yán)重,熱加工過程中極易析出第二相,并對材料的耐點(diǎn)蝕和耐晶間腐蝕性能產(chǎn)生不利影響。因此,如何降低Mo元素的晶界偏析、及抑制第二相析出成為改善耐蝕性的關(guān)鍵。B在不銹鋼中可作為一種微合金化元素,利用其在晶界的特殊偏析行為來抑制鐵素體形成元素在晶界的偏聚,已成為研究共識。本論文針對S31254超級奧氏體不銹鋼制備和使用過程中的Mo元素容易偏析及第二相易析出問題,通過添加B,制備了無硼(S31254-0B)及含40ppm硼(S31254-40B)的S31254超級奧氏體不銹鋼,進(jìn)一步對試樣進(jìn)行固溶和時(shí)效處理,研究硼對第二相回溶及析出行為的影響規(guī)律;應(yīng)用動電位極化法、交流阻抗譜、雙環(huán)動電位再活化法和X射線光電子能譜分析對熱處理后的試樣進(jìn)行電化學(xué)測試,探究硼對材料耐蝕性的作用機(jī)制。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,可得到以下結(jié)論:(1)對S31254-0B和S31254-40B...
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 超級奧氏體不銹鋼概述
1.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼概述
1.2.1 S31254 超級奧氏體不銹鋼合金元素及其作用
1.2.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼的性能
1.2.3 S31254 超級奧氏體不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域
1.2.4 S31254 超級奧氏體不銹鋼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 硼添加奧氏體不銹鋼概述
1.3.1 硼元素的作用
1.3.2 含硼奧氏體不銹鋼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 奧氏體不銹鋼的局部腐蝕
1.4.1 點(diǎn)蝕
1.4.2 晶間腐蝕
1.5 本課題研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 試樣制備
2.2 熱處理工藝
2.2.1 固溶處理工藝
2.2.2 時(shí)效處理工藝
2.3 電化學(xué)性能測試
2.3.1 動電位極化測試
2.3.2 交流阻抗測試
2.3.3 雙環(huán)動電位再活化(DL-EPR)測試
2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
2.4 顯微組織分析
2.4.1 金相顯微組織觀察(OM)
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)
2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)
第三章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后組織結(jié)構(gòu)及耐點(diǎn)蝕性能的影響
3.1 S31254 超級奧氏體不銹鋼熱力學(xué)相圖
3.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.1 S31254-0B鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.2 S31254-40B鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.3 硼對S31254 鋼固溶處理后組織的影響
3.2.4 第二相在固溶過程中回溶機(jī)制分析
3.3 S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后的耐點(diǎn)蝕性能
3.3.1 S31254 鋼的固溶處理后的極化曲線分析
3.3.2 S31254 鋼的固溶處理后的阻抗譜分析
3.3.3 S31254 鋼的固溶處理后的鈍化膜結(jié)構(gòu)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼時(shí)效析出行為及耐點(diǎn)蝕性能的影響
4.1 S31254 鋼的時(shí)效析出行為
4.1.1 S31254 鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線
4.1.2 S31254-0B鋼的時(shí)效析出行為
4.1.3 S31254-40B鋼的時(shí)效析出行為
4.1.4 硼對S31254 鋼時(shí)效析出行為的影響
4.1.5 sigma相在時(shí)效過程中析出機(jī)制分析
4.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼時(shí)效處理后的耐點(diǎn)蝕性能
4.2.1 S31254 鋼時(shí)效處理后的極化曲線分析
4.2.2 S31254 鋼時(shí)效處理后的阻抗譜分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響
5.1 最佳DL-EPR測試條件的確定
5.1.1 鹽酸濃度對DL-EPR測試的影響
5.1.2 掃描速率對DL-EPR測試的影響
5.1.3 溶液溫度對DL-EPR測試的影響
5.2 固溶處理對S31254 耐晶間腐蝕敏感性的影響
5.2.1 固溶處理后的S31254-0B晶間腐蝕敏感性
5.2.2 固溶處理后的S31254-40B晶間腐蝕敏感性
5.2.3 硼對S31254 鋼固溶處理后的晶間腐蝕敏感性的影響
5.3 時(shí)效處理對S31254 耐晶間腐蝕敏感性的影響
5.3.1 時(shí)效處理后的S31254-0B晶間腐蝕敏感性
5.3.2 時(shí)效處理后的S31254-40B晶間腐蝕敏感性
5.3.3 硼對S31254 鋼時(shí)效處理后的晶間腐蝕敏感性的影響
5.4 S31254 鋼晶間腐蝕機(jī)理
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]幾種超級不銹鋼在模擬低溫多效海水淡化環(huán)境中的點(diǎn)蝕行為研究[J]. 王長罡,趙林,伍立坪,薛芳,郝雪卉,董俊華,柯偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2018(04)
[2]254SMo不銹鋼在高爐煤氣模擬冷凝液中的電化學(xué)腐蝕行為[J]. 周彬,金志浩,葛紅花. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2018(02)
[3]使用電化學(xué)動電位再活化法研究熱處理工藝對304不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響[J]. 謝春玉,黃子?xùn)|,陳麗玲,洪澤浩,劉小紅,魏亮新. 理化檢驗(yàn)(物理分冊). 2017(05)
[4]1020℃時(shí)效條件下超級奧氏體不銹鋼254SMo中析出相研究[J]. 來東,程寶,馬瑩,謝輝. 鑄造技術(shù). 2017(04)
[5]254SMo和2507超級不銹鋼中的σ析出相[J]. 王冬,鄒德寧,韓英,程寶. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]幾種金屬材料在高爐煤氣管道冷凝液中的電化學(xué)腐蝕行為[J]. 李嘉,宗仰煒,金志浩,葛紅花. 材料保護(hù). 2016(02)
[7]Precipitate Behavior in Fe–20Cr–30Ni–2Nb Austenitic Heat-Resistant Steel[J]. Hiroki Ishikawa,Chi Zhang,Sheng-Wei Chen,Zhi-Gang Yang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(04)
[8]中溫時(shí)效對超級奧氏體不銹鋼S31254析出相的影響[J]. 潘坤,陳海濤,郎宇平,盧德宏,劉明. 金屬熱處理. 2014(11)
[9]固溶處理對254SMO奧氏體不銹鋼腐蝕性能的影響[J]. 王箭,張晶輝,馬麗娜,王紅霞. 熱加工工藝. 2014(20)
[10]貧鉻區(qū)演化對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕影響[J]. 張根元,吳晴飛,覃瑞森,熊佳龍. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2013(S2)
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(diǎn)蝕行為研究[D]. 劉欣芳.北京化工大學(xué) 2017
[2]254SMo和2507不銹鋼中σ析出相研究[D]. 程寶.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]超級奧氏體不銹鋼254SMO點(diǎn)蝕及晶間腐蝕行為研究[D]. 郭麗芳.復(fù)旦大學(xué) 2014
[4]EPR法評價(jià)316L不銹鋼擴(kuò)散連接晶間腐蝕[D]. 夏洪波.蘭州理工大學(xué) 2010
本文編號:3719599
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 超級奧氏體不銹鋼概述
1.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼概述
1.2.1 S31254 超級奧氏體不銹鋼合金元素及其作用
1.2.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼的性能
1.2.3 S31254 超級奧氏體不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域
1.2.4 S31254 超級奧氏體不銹鋼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 硼添加奧氏體不銹鋼概述
1.3.1 硼元素的作用
1.3.2 含硼奧氏體不銹鋼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 奧氏體不銹鋼的局部腐蝕
1.4.1 點(diǎn)蝕
1.4.2 晶間腐蝕
1.5 本課題研究內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 試樣制備
2.2 熱處理工藝
2.2.1 固溶處理工藝
2.2.2 時(shí)效處理工藝
2.3 電化學(xué)性能測試
2.3.1 動電位極化測試
2.3.2 交流阻抗測試
2.3.3 雙環(huán)動電位再活化(DL-EPR)測試
2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
2.4 顯微組織分析
2.4.1 金相顯微組織觀察(OM)
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜儀(EDS)
2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)
第三章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后組織結(jié)構(gòu)及耐點(diǎn)蝕性能的影響
3.1 S31254 超級奧氏體不銹鋼熱力學(xué)相圖
3.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.1 S31254-0B鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.2 S31254-40B鋼固溶處理后的顯微組織
3.2.3 硼對S31254 鋼固溶處理后組織的影響
3.2.4 第二相在固溶過程中回溶機(jī)制分析
3.3 S31254 超級奧氏體不銹鋼固溶處理后的耐點(diǎn)蝕性能
3.3.1 S31254 鋼的固溶處理后的極化曲線分析
3.3.2 S31254 鋼的固溶處理后的阻抗譜分析
3.3.3 S31254 鋼的固溶處理后的鈍化膜結(jié)構(gòu)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼時(shí)效析出行為及耐點(diǎn)蝕性能的影響
4.1 S31254 鋼的時(shí)效析出行為
4.1.1 S31254 鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線
4.1.2 S31254-0B鋼的時(shí)效析出行為
4.1.3 S31254-40B鋼的時(shí)效析出行為
4.1.4 硼對S31254 鋼時(shí)效析出行為的影響
4.1.5 sigma相在時(shí)效過程中析出機(jī)制分析
4.2 S31254 超級奧氏體不銹鋼時(shí)效處理后的耐點(diǎn)蝕性能
4.2.1 S31254 鋼時(shí)效處理后的極化曲線分析
4.2.2 S31254 鋼時(shí)效處理后的阻抗譜分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 硼對S31254 超級奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響
5.1 最佳DL-EPR測試條件的確定
5.1.1 鹽酸濃度對DL-EPR測試的影響
5.1.2 掃描速率對DL-EPR測試的影響
5.1.3 溶液溫度對DL-EPR測試的影響
5.2 固溶處理對S31254 耐晶間腐蝕敏感性的影響
5.2.1 固溶處理后的S31254-0B晶間腐蝕敏感性
5.2.2 固溶處理后的S31254-40B晶間腐蝕敏感性
5.2.3 硼對S31254 鋼固溶處理后的晶間腐蝕敏感性的影響
5.3 時(shí)效處理對S31254 耐晶間腐蝕敏感性的影響
5.3.1 時(shí)效處理后的S31254-0B晶間腐蝕敏感性
5.3.2 時(shí)效處理后的S31254-40B晶間腐蝕敏感性
5.3.3 硼對S31254 鋼時(shí)效處理后的晶間腐蝕敏感性的影響
5.4 S31254 鋼晶間腐蝕機(jī)理
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]幾種超級不銹鋼在模擬低溫多效海水淡化環(huán)境中的點(diǎn)蝕行為研究[J]. 王長罡,趙林,伍立坪,薛芳,郝雪卉,董俊華,柯偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2018(04)
[2]254SMo不銹鋼在高爐煤氣模擬冷凝液中的電化學(xué)腐蝕行為[J]. 周彬,金志浩,葛紅花. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2018(02)
[3]使用電化學(xué)動電位再活化法研究熱處理工藝對304不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響[J]. 謝春玉,黃子?xùn)|,陳麗玲,洪澤浩,劉小紅,魏亮新. 理化檢驗(yàn)(物理分冊). 2017(05)
[4]1020℃時(shí)效條件下超級奧氏體不銹鋼254SMo中析出相研究[J]. 來東,程寶,馬瑩,謝輝. 鑄造技術(shù). 2017(04)
[5]254SMo和2507超級不銹鋼中的σ析出相[J]. 王冬,鄒德寧,韓英,程寶. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(05)
[6]幾種金屬材料在高爐煤氣管道冷凝液中的電化學(xué)腐蝕行為[J]. 李嘉,宗仰煒,金志浩,葛紅花. 材料保護(hù). 2016(02)
[7]Precipitate Behavior in Fe–20Cr–30Ni–2Nb Austenitic Heat-Resistant Steel[J]. Hiroki Ishikawa,Chi Zhang,Sheng-Wei Chen,Zhi-Gang Yang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2015(04)
[8]中溫時(shí)效對超級奧氏體不銹鋼S31254析出相的影響[J]. 潘坤,陳海濤,郎宇平,盧德宏,劉明. 金屬熱處理. 2014(11)
[9]固溶處理對254SMO奧氏體不銹鋼腐蝕性能的影響[J]. 王箭,張晶輝,馬麗娜,王紅霞. 熱加工工藝. 2014(20)
[10]貧鉻區(qū)演化對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕影響[J]. 張根元,吳晴飛,覃瑞森,熊佳龍. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2013(S2)
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(diǎn)蝕行為研究[D]. 劉欣芳.北京化工大學(xué) 2017
[2]254SMo和2507不銹鋼中σ析出相研究[D]. 程寶.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]超級奧氏體不銹鋼254SMO點(diǎn)蝕及晶間腐蝕行為研究[D]. 郭麗芳.復(fù)旦大學(xué) 2014
[4]EPR法評價(jià)316L不銹鋼擴(kuò)散連接晶間腐蝕[D]. 夏洪波.蘭州理工大學(xué) 2010
本文編號:3719599
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