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、高性價比追求和高耐蝕性要求的多重推動下，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對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程十分復(fù)雜，影響因素眾多。考慮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)境因素對雙相不銹鋼耐縫隙腐蝕能力的影響，提出了適用于評價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、的研究內(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)果對于理解雙相不銹鋼點(diǎn)蝕萌生過程具有重要意義。
　　 (2).采用臨界點(diǎn)蝕溫度和微區(qū)點(diǎn)蝕評價技術(shù)研究了合金成分和固溶熱處理制度對于雙相不銹鋼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)確評價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縫隙腐蝕