【摘要】：雙相不銹鋼由鐵素體相和奧氏體相組成,兼具優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和耐腐蝕性能,廣泛應(yīng)用在石油化工、水利水電、海洋工程和紙漿造紙等行業(yè)中。因此,對雙相不銹鋼的顯微組織和性能的研究具有重要意義。本論文研究了ZG0CrXNiXMo2Mn和ZG0Cr26Ni5Mo3CuX兩種鑄造雙相不銹鋼,其中X為變量。具體研究了1050℃和1100℃固溶熱處理的ZG0Cr28Ni4.5Mo2Mn,ZG0Cr28Ni6Mo2Mn,ZG0Cr25Ni4.5Mo2Mn和ZG0Cr25Ni6Mo2Mn;研究了經(jīng)1060℃固溶處理后再進行720℃、750℃和780℃回火處理的ZG0Cr26Ni5Mo3Cu2.75和ZG0Cr26Ni5Mo3Cu2.95。通過XRD、SEM、EDS和徠卡金相顯微鏡研究了兩種雙相不銹鋼的顯微組織演變規(guī)律。采用布洛維光學(xué)硬度計、顯微硬度計、萬能拉伸試驗機、儀器化擺錘沖擊試驗機、電化學(xué)綜合測試儀和沖刷腐蝕磨損試驗機表征了雙相不銹鋼的力學(xué)性能、耐腐蝕性能和耐沖刷腐蝕磨料磨損性能。研究表明,ZG0CrXNi XMo2Mn不銹鋼經(jīng)1050℃和1100℃固溶處理后的顯微組織中都只有α相和γ相存在,淺色的島狀、球狀、針狀和條狀為γ相,深色基體為α相。隨Cr元素含量增加,γ相的比例降低,α相的比例則升高;γ相的比例隨Ni含量的增加而升高,α相比例的變化則相反。隨固溶溫度的升高,兩相比例變化不明顯,α相比例略有升高,γ相略有降低。當(dāng)Cr含量為25%,Ni含量為6%,固溶溫度為1050℃時,α相和γ相比例最接近1:1。ZG0Cr26Ni5Mo3CuX不銹鋼只進行1060℃固溶處理時,沒有σ相析出。先固溶再分別進行720℃、750℃和780℃回火處理后,σ相通過共析反應(yīng)α→σ+γ_2優(yōu)先在α/γ相相界析出,其次在α相內(nèi)部析出。σ相比例隨回火溫度的升高而增加,尺寸也逐漸變大;α相的比例隨回火溫度的升高明顯降低,γ相所占比例變化不明顯,略有增加。ZG0CrXNiXMo2Mn不銹鋼中Cr含量增加時,鋼的硬度、抗拉強度和屈服強度提高,沖擊功和斷后伸長率降低。固溶溫度升高時,鋼的硬度、抗拉強度和屈服強度略有增大,沖擊功值略有減小,斷后伸長率變化不大。Ni含量增加時,鋼的硬度、抗拉強度和屈服強度降低,斷后伸長率增加。Cr含量為25%,Ni含量為6%,固溶溫度為1050℃時,鋼在模擬海水中的腐蝕電位最高(-0.225V),腐蝕電流密度最小(1.07×10~(-2)μA/cm~2),耐腐蝕性能最佳。隨回火溫度升高,ZG0Cr26Ni5Mo3CuX不銹鋼硬度提高,沖擊功、抗拉強度、屈服強度和斷后伸長率降低。Cu含量為2.75%,只進行固溶處理時硬度為244.0 HB,沖擊功值為61.1 J,抗拉強度為737.2 MPa,屈服強度為582.6 MPa,斷后伸長率為19.7%;進行780℃回火后硬度可達391.8 HB,沖擊功值為1.51 J,抗拉強度為651.2 MPa,屈服強度為450.2 MPa,斷后伸長率為2.4%。Cu含量從2.75%增加到2.95%時,鋼的硬度、抗拉強度和屈服強度都略有減小;沖擊功和斷后伸長率卻略有增大。ZG0Cr26Ni5Mo3Cu2.75不銹鋼在低流速(5m/s)含石英砂的模擬海水中進行沖刷腐蝕磨料磨損試驗時,只進行1060℃固溶處理的鋼的腐蝕電位最高(-0.108V),腐蝕電流密度最小(6.512μA/cm~2),擁有較好的耐沖刷腐蝕磨損性能。當(dāng)流速增加到15m/s時,先進行1060℃固溶處理再經(jīng)750℃和780℃回火處理的鋼的腐蝕電位和腐蝕電流密度結(jié)果相近,腐蝕電位較大(-0.336V和-0.335V),腐蝕電流密度較小(7.675μA/cm~2和7.702μA/cm~2),沖蝕形貌中的沖蝕坑較少,耐沖刷腐蝕磨損性能較好。
【圖文】：

暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文點蝕（Pitting corrosion）是局部腐蝕的一種，發(fā)生時往往會形成孔洞，也稱為孔58]，是雙相不銹鋼最有害的腐蝕形式之一，發(fā)生點蝕的部位往往會發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂腐蝕疲勞裂紋。缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)區(qū)域形成的鈍化膜很脆弱，容易被破壞，被破壞的域形成活化陽極區(qū)，未被破壞的區(qū)域則是陰極區(qū)，由于陽極區(qū)域面積遠(yuǎn)小于陰極區(qū)域?qū)е玛枠O電流密度較大，加速陽極區(qū)域的溶解，形成孔洞。孔洞的形成即是不銹鋼發(fā)點蝕的結(jié)果。當(dāng)不銹鋼鈍化膜表面具有腐蝕性的陰離子（如 Cl-）和氧化性粒子(Fe3+)時往往容易發(fā)生點蝕現(xiàn)象[59]。點蝕的形成可分為點蝕萌生、亞穩(wěn)態(tài)點蝕和穩(wěn)定點蝕這三階段[60]，，點蝕發(fā)生后要經(jīng)過一段很長的孕育期。圖 1.1為點蝕形成示意圖。

階段[60]，點蝕發(fā)生后要經(jīng)過一段很長的孕育期。圖 1.1為點蝕形成示意圖。圖 1.1 點蝕的形成示意圖Fig. 1.1 Formation of pitting corrosion.縫隙腐蝕（Crevice Corrosion）是指在材料的縫隙內(nèi)發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，當(dāng)縫隙處于蝕環(huán)境中時，粒子等的擴散被阻礙而滯留在縫隙中，形成濃差電池，使 DSS 發(fā)生腐蝕[62]。這類腐蝕常和材料表面沉積物、材料的縫隙寬度和海洋微生物附著量有關(guān)。圖 1.2 縫隙腐蝕形成示意圖。
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1

【參考文獻】

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本文編號：2618137