【摘要】：目前,在多晶硅實際生產(chǎn)過程中,還原爐內(nèi)表面出現(xiàn)了由腐蝕性氣體引起的腐蝕問題,這些腐蝕缺陷的存在為多晶硅的生產(chǎn)帶來了安全隱患,本文對還原爐爐體用316L鋼進行了模擬的腐蝕試驗研究。應用熱力學數(shù)據(jù),分析了還原爐內(nèi)的“Si-Cl-H”三元復雜體系;根據(jù)還原爐的使用工作環(huán)境,確定了具體的試驗參數(shù)。對帶有焊縫的和經(jīng)40%冷塑性變形的316L奧氏體不銹鋼試樣,進行了HCl腐蝕試驗,試驗溫度分別為200℃、350℃和500℃,HCl濃度分別為0.2%、15%,腐蝕時間為48h、96h。對316L不銹鋼的母材、焊縫、40%冷塑性變形的組織,進行了金相顯微鏡和掃描電鏡的表面形貌觀察和分析;采用XRD對腐蝕產(chǎn)物進行物相分析;利用SEM自帶的能量色散能譜儀(EDS)測試腐蝕面的元素成分。原始母材組織為呈多邊形分布的等軸奧氏體晶粒,HCl腐蝕之后晶界變粗,說明腐蝕多發(fā)生在晶界;焊縫及熱影響區(qū)組織,在HCl腐蝕后產(chǎn)生晶間腐蝕、點狀腐蝕坑和裂紋;經(jīng)40%冷塑性變形的組織中發(fā)生部分馬氏體相變,形成板條狀馬氏體α’,HCl腐蝕后孔蝕增多,點腐蝕程度加劇,并出現(xiàn)了裂紋。在三類組織中均出現(xiàn)了:均勻腐蝕、點腐蝕、裂紋。316L不銹鋼在200~500℃時的HCl腐蝕是一種單純的化學腐蝕,其反應式可能為:2Fe+6HCl=2Fe Cl3+H2。點腐蝕是由于奧氏體不銹鋼中的夾雜物、疏松引起的;焊接熱影響區(qū)的非奧氏體組織、冷塑性變形的組織缺陷(位錯、滑移帶、層錯等)也是引起點腐蝕的原因;熱影響區(qū)和冷塑性變形處的點腐蝕相對要嚴重一些。500℃溫度時,在較高的工作應力(約屈服強度的一半)和HCl氣體共同作用下,316L不銹鋼出現(xiàn)應力腐蝕的可能性是比較大的;熱影響區(qū)晶界析出Cr的碳化物及鐵素體,對應力腐蝕比較敏感;冷塑性變形會使部分奧氏體轉變?yōu)轳R氏體,產(chǎn)生表面浮凸和缺陷,成為點腐蝕源,點腐蝕又可以作為裂紋源,在應力作用下導致應力腐蝕裂紋。綜合分析試驗結果及模擬爐體腐蝕情況,提出預防及改進措施:從材料質量和內(nèi)壁溫度兩方面進行改進,并提出多晶硅還原爐改進方法。
[Abstract]:At present, in the actual production process of polysilicon, corrosion problems caused by corrosive gases appear on the inner surface of the reduction furnace, and the existence of these corrosion defects has brought safety risks to the production of polysilicon. In this paper, the simulated corrosion tests of 316 L steel used in the reducer body have been carried out. Based on the thermodynamic data, the "Si-Cl-H" ternary complex system in the reducer is analyzed, and the specific test parameters are determined according to the working environment of the reducer. The HCl corrosion tests of 316L austenitic stainless steel samples with weld seam and 40% cold plastic deformation were carried out. The test temperature was 200 鈩，

本文編號：2371759