雙相不銹鋼局部電化學(xué)失效行為與機(jī)理的研究.pdf

1、不銹鋼指含鉻量超過(guò)12％的鐵基合金，其中含鎳量較高的奧氏體不銹鋼是不銹鋼家族中使用量最大的鋼種，但是在鎳資源節(jié)約需求、高性價(jià)比追求和高耐蝕性要求的多重推動(dòng)下，雙相不銹鋼(即多相鐵基合金)在近幾十年迅速發(fā)展，并被廣泛用于化工、石油、造紙和海洋工業(yè)。在雙相不銹鋼中主要含有鐵素體和奧氏體兩相結(jié)構(gòu)，兩相比例及合金元素分配行為受到熱處理制度的嚴(yán)重影響，不同的熱處理制度會(huì)對(duì)雙相不銹鋼耐腐蝕性能產(chǎn)生巨大作用。此外，雙相不銹鋼整體耐蝕性還受到局部異質(zhì)相

2、的作用，特別是夾雜物往往作為局部腐蝕優(yōu)先萌生的位置，在很大程度上決定了雙相不銹鋼產(chǎn)品品質(zhì)。另外，由于雙相不銹鋼具有多相復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)，材料整體耐蝕性能往往由最弱的相所決定，較之單相奧氏體不銹鋼而言其局部腐蝕過(guò)程十分復(fù)雜，影響因素眾多?？紤]到雙相不銹鋼組織結(jié)構(gòu)的特殊性，如何澄清合金元素分配、異質(zhì)相結(jié)構(gòu)分布與點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕之間的內(nèi)在聯(lián)系成為雙相不銹鋼研究的關(guān)鍵問(wèn)題，也是能夠進(jìn)一步理解具有復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)的多相合金局部腐蝕機(jī)理必須攻克的課題。

3、>　　 基于以上背景，本論文綜合利用了多種微區(qū)分析手段和電化學(xué)研究方法，研究了雙相不銹鋼典型氧化物夾雜對(duì)點(diǎn)蝕萌生的影響及其內(nèi)在規(guī)律，研究了合金成分與固溶熱處理制度對(duì)雙相不銹鋼微觀組織演變及其耐局部腐蝕能力的影響，表征了環(huán)境因素對(duì)雙相不銹鋼耐縫隙腐蝕能力的影響，提出了適用于評(píng)價(jià)雙相不銹鋼耐局部腐蝕能力的新方法和新理論，給出了典型雙相不銹鋼的合金設(shè)計(jì)與組織控制原則，進(jìn)而為新型雙相不銹鋼的合金配方設(shè)計(jì)和使用性能優(yōu)化提供了重要的科學(xué)依據(jù)，具體

4、的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 (1).本工作綜合采用SEM微觀形貌分析，AFM拓?fù)浞治鲆约拔^(qū)電化學(xué)分析，對(duì)雙相不銹鋼中典型非金屬氧化物夾雜的種類、形態(tài)、分布及其影響點(diǎn)蝕萌生過(guò)程的幾何因素和電化學(xué)因素進(jìn)行了綜合分析。所得結(jié)果對(duì)于理解雙相不銹鋼點(diǎn)蝕萌生過(guò)程具有重要意義。
　　 (2).采用臨界點(diǎn)蝕溫度和微區(qū)點(diǎn)蝕評(píng)價(jià)技術(shù)研究了合金成分和固溶熱處理制度對(duì)于雙相不銹鋼DSS2304微觀結(jié)構(gòu)演變和耐點(diǎn)蝕能力的影響。所得結(jié)果為雙相

5、不銹鋼在線固溶處理提供了重要的數(shù)據(jù)支持。
　　 (3).采用臨界縫隙腐蝕溫度和動(dòng)電位極化曲線法系統(tǒng)研究了影響雙相不銹鋼縫隙腐蝕抗性的主要環(huán)境因素，在此基礎(chǔ)上建立了可用于快速、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)雙相不銹鋼耐縫隙腐蝕性能的恒電位臨界縫隙腐蝕溫度電化學(xué)方法，并以此對(duì)系列雙相不銹鋼DSS2101，2205和2507的縫隙腐蝕行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。此外，綜合利用原位法、動(dòng)電位法和微區(qū)電化學(xué)分析手段并結(jié)合微觀形貌分析，深入研究了合金元素再分配對(duì)縫隙腐蝕