【摘要】：隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鎳鐵基耐蝕合金028憑借穩(wěn)定的力學(xué)性能和良好的耐腐蝕性能的優(yōu)勢已經(jīng)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用。但由于管材制備過程中出現(xiàn)晶粒尺寸不均勻、析出相等問題將會(huì)影響該類合金管材的使用性能尤其是耐腐蝕性能。為此,本文研究了合金的微觀組織特征,諸如晶粒尺寸、析出相、晶粒取向和晶界特征對腐蝕行為的影響規(guī)律,進(jìn)而提出了基于合金耐腐蝕性能提高的組織優(yōu)化方向,從而為高性能耐蝕合金管材的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。 通過系統(tǒng)分析合金管材制備工藝各階段的組織演變規(guī)律,以及成品管材在不同腐蝕環(huán)境中的腐蝕行為,明確了基于腐蝕性能的028合金管材的組織研究對象為晶粒尺寸、析出相、織構(gòu)及晶界特征,以及外部環(huán)境敏感性條件包括C1-和H2SO4介質(zhì)。內(nèi)部組織對象和外部環(huán)境因素的明確,為合金組織特征與腐蝕行為之間關(guān)聯(lián)性研究奠定基礎(chǔ)。 在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析了C1-和H2SO4環(huán)境中不同晶粒尺寸的腐蝕行為,研究結(jié)果表明了028合金在富含Cl-的環(huán)境中不利于表面穩(wěn)定鈍化的本質(zhì),致使增大晶粒尺寸以減小高能量不穩(wěn)定晶界密度有助于改善合金的耐蝕性能。而在H2SO4環(huán)境中,認(rèn)為小晶粒高晶界密度的組織特征為合金鈍化創(chuàng)造條件,表明小晶粒組織更有利于合金的鈍化。進(jìn)一步獲得了合金中碳化物和。相含量與腐蝕行為間的量化關(guān)系及其對耐腐蝕性能的惡化程度,進(jìn)而結(jié)合對腐蝕后表面形貌的特征分析,建立了存在析出相的合金腐蝕行為微電偶效應(yīng)的模型,揭示了相析出行為對合金耐腐蝕性能的影響機(jī)理。 通過對大量不同取向晶粒的點(diǎn)腐蝕行為分析,繪制了028合金不同取向晶粒點(diǎn)腐蝕敏感指數(shù)分布圖,闡明了合金耐點(diǎn)腐蝕性能隨晶粒取向的各向異性規(guī)律,提出了冷變形中通過提高ND//110和ND//111取向織構(gòu)有助于合金耐腐蝕性能的改善。從而為提高合金耐腐蝕性能提供了冷加工組織設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。同時(shí),結(jié)合管材的實(shí)際生產(chǎn)工藝,針對不同晶界結(jié)構(gòu)特征的腐蝕行為進(jìn)行分析,表明原子排列對稱度高的低能量晶界CSLΣ3具有優(yōu)異的耐腐蝕性能,明確了提高CSLE3晶界比例有利于降低晶界腐蝕敏感性從而提高合金的腐蝕抗力。并給出小變形量(20%)和中等變形量(50%)退火后CSLΣ3晶界比例的最大值均出現(xiàn)在再結(jié)晶基本完成但晶粒還未快速長大時(shí)所對應(yīng)的退火工藝條件。為合金通過提高CSLE3晶界比例,改善耐腐蝕性能的退火工藝制定提供依據(jù)。 總之,綜合分析組織特征與合金腐蝕行為間關(guān)聯(lián)性的研究結(jié)果,針對028合金管材制備過程,需在嚴(yán)格滿足析出相要求的前提下依據(jù)腐蝕介質(zhì)因素調(diào)整晶粒尺寸,具體針對C1-環(huán)境需大晶粒尺寸,而H28O4中可以增加晶界密度以利于合金鈍化,冷變形可以通過增大ND//110和ND//111取向織構(gòu)和提高CSLE3晶界比例來制定工藝參數(shù)。因此,研究結(jié)果可以為基于合金耐腐蝕性能提高的組織優(yōu)化給出方向,并為合金設(shè)計(jì)和管材工藝制定提供指導(dǎo)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG133.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2431914