2507双相不锈钢组织与腐蚀性能的研究

摘要

2507双相不锈钢开发于20世纪80年代，其是一种具有铁素体α相跟奥氏体γ相这两种显微组织的钢种，在固溶组织中这两相的相比例约为1:1，且通常情况下这两相中量少相的含量至少也要求不低于30％，该钢种的点蚀当量（PREN）高于40，因而其具有较优的抗蚀性能。此外2507双相不锈钢的性能特点还在于其合金含量比较高、高温下抗氯化物应力腐蚀破裂性能较优、强度高以及韧性和焊接性等性能都较优良，恰是这些性能特点使2507双相不锈钢被大量的运用于石油、天然气等领域。随着现代工业的飞速发展对双相不锈钢的使用提出了越来越高的要求，因此对2507双相不锈钢的组织及其耐蚀性能进行研究具有必然的理论和实际意义。
　　本文通过定量金相法及硬度法研究了固溶热处理温度对2507双相不锈钢显微组织结构以及硬度的影响；此外通过电化学实验、慢应变速率拉伸实验及氢渗透实验探究分析了固溶热处理温度、溶液温度、硫离子以及钼酸根离子对2507双相不锈钢抗腐蚀能力的影响。
　　定量金相法研究表明随着固溶处理温度的上升铁素体α相含量增多而奥氏体γ相含量减少，固溶热处理温度在1050℃-1100℃之间时可使铁素体相跟奥氏体相两相比例达到1:1；固溶温度为1000℃时有少量σ相在铁素体跟奥氏体两相相界处析出；固溶热处理温度为1000℃-1050℃时2507双相不锈钢的硬度降低，随着固溶热处理温度从1050℃升高到1200℃钢的硬度渐渐升高。
　　电化学实验研究结果显示，点蚀坑主要存在于铁素体α相上，奥氏体γ相对比铁素体α相有着较优的抗点腐蚀性能；随着固溶温度从1000℃升高到1200℃，2507双相不锈钢耐均匀腐蚀跟点蚀性能呈先增强后减弱的变化趋势，1050℃时钢抗电化学腐蚀性能最优；在硫离子浓度跟溶液温度不断升高的条件下，2507双相不锈钢抗腐蚀能力逐渐减弱，且硫离子使其腐蚀坑数量增多；在钼酸根离子的作用下2507双相不锈钢的抗蚀性能增强，且当钼酸根离子浓度高于0.005M时其对钢发生腐蚀的抑制效果更佳。
　　随固溶温度从1000℃升高到1200℃，应力腐蚀裂纹优先在铁素体α相上传播终止于奥氏体γ相，2507双相不锈钢的抗应力腐蚀破裂性能呈先增强后减弱的变化趋势，1050℃时 DSS2507的抗应力腐蚀破裂能力最优，拉伸断口表现为典型的韧性断裂；2507双相不锈钢的应力腐蚀断裂敏感系数随S2-浓度的增大而变大，即S2-减弱了钢抗应力腐蚀破裂的性能；而在钼酸根离子的作用下DSS2507的应力腐蚀破裂敏感系数减小、耐应力腐蚀破裂性能增强。
　　氢渗透实验研究结果表明，氢扩散系数随着固溶温度的升高以及在硫离子的作用下而变大，钢的氢脆敏感性提高，耐氢脆性能降低；而于存在钼酸根离子的环境中氢在钢中的扩散受到抑制，钼酸根离子降低了钢的氢脆敏感性，提高了钢的耐氢脆性能。

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第1章 绪论

1.1双相不锈钢的概述

1.2双相不锈钢的抗蚀性能

1.3 双相不锈钢研究现状

1.4 课题研究意义

1.5课题研究的内容

第2章 实验材料及方法

2.1 实验材料和实验装置

2.2 热处理实验

2.3 金相实验

2.4 硬度实验

2.5 电化学实验

2.6 慢应变速率拉伸试验（SSRT）

2.7 氢渗透实验

第3章 固溶温度对2507双相不锈钢组织的影响

3.1 引言

3.2 实验结果与讨论

3.3 本章小结

第4章 2507双相不锈钢电化学腐蚀行为研究

4.1 引言

4.2 固溶处理温度对2507双相不锈钢电化学腐蚀性能的影响

4.3 溶液温度对2507双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响

4.4 硫离子对2507双相不锈钢电化学腐蚀性能的影响

4.5 钼酸根离子对2507双相不锈钢电化学腐蚀性能的影响

4.6 本章小结

第5章 2507双相不锈钢抗应力腐蚀破裂性能研究

5.1 引言

5.2 固溶处理对2507双相不锈钢抗应力腐蚀破裂性能的影响

5.3 硫离子对2507双相不锈钢抗应力腐蚀破裂性能的影响

5.4 钼酸根离子对2507双相不锈钢抗应力腐蚀断裂性能的影响

5.5 本章小结

第6章 2507双相不锈钢氢渗透行为的研究

6.1 引言

6.2 结果与讨论

6.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文及专利

致谢