【摘要】：目前,在多晶硅實(shí)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(jìn)行了模擬的腐蝕試驗(yàn)研究。應(yīng)用熱力學(xué)數(shù)據(jù),分析了還原爐內(nèi)的“Si-Cl-H”三元復(fù)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(yàn)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(jìn)行了HCl腐蝕試驗(yàn),試驗(yàn)溫度分別為200℃、350℃和500℃,HCl濃度分別為0.2%、15%,腐蝕時(shí)間為48h、96h。對316L不銹鋼的母材、焊縫、40%冷塑性變形的組織,進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)腐蝕、裂紋。316L不銹鋼在200~500℃時(shí)的HCl腐蝕是一種單純的化學(xué)腐蝕,其反應(yīng)式可能為:2Fe+6HCl=2Fe Cl3+H2。點(diǎn)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(cuò)、滑移帶、層錯(cuò)等)也是引起點(diǎn)腐蝕的原因;熱影響區(qū)和冷塑性變形處的點(diǎn)腐蝕相對要嚴(yán)重一些。500℃溫度時(shí),在較高的工作應(yīng)力(約屈服強(qiáng)度的一半)和HCl氣體共同作用下,316L不銹鋼出現(xiàn)應(yīng)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(yīng)力腐蝕比較敏感;冷塑性變形會(huì)使部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,產(chǎn)生表面浮凸和缺陷,成為點(diǎn)腐蝕源,點(diǎn)腐蝕又可以作為裂紋源,在應(yīng)力作用下導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋。綜合分析試驗(yàn)結(jié)果及模擬爐體腐蝕情況,提出預(yù)防及改進(jìn)措施:從材料質(zhì)量和內(nèi)壁溫度兩方面進(jìn)行改進(jìn),并提出多晶硅還原爐改進(jìn)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