低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究

摘要

奥氏体不锈钢因其具有良好的综合性能被应用在各个工业领域中，占不锈钢总产量的70％左右。其中低镍铬锰氮不锈钢因其具有价格优势已成为当今研究和使用的趋势。但是，奥氏体不锈钢在一定温度范围内加热或使用时会发生敏化反应，从而造成晶间腐蚀行为的发生，如何改善不锈钢的晶间腐蚀已成为重要的研究趋势。在以往的研究中，稀土在不锈钢中可以起到净化钢材、微合金化、变性夹杂物、改善组织等作用，因此，研究稀土对低镍奥氏体不锈钢耐蚀性的作用具有重要的意义。
　　本文以低镍铬锰氮奥氏体不锈钢为研究对象，采用热酸浸泡实验、交流阻抗法（EIS）、电化学动电位再活化法（EPR）来研究不同稀土添加量、不同稀土（La和Ce）、不同热处理制度对低镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响规律。
　　将不含稀土试样加热到650℃保温2小时后进行空冷，使其处于敏化状态，然后使用扫描电镜（SEM）对研究试样进行析出物观察和分析，并与未经过敏化处理的试样进行比较。实验得出，经敏化处理的试样晶界处出现大量形状不规则的析出物，经能谱检测得知其为铬和铁的化合物。比较析出物和其周围Cr含量可知，晶界处析出物中的铬元素含量高出晶粒内部7～8个百分点，同时高出析出物附近区域10几个百分点，说明晶界处有铬的化合物析出，使晶界附近形成了狭长的贫铬区，从而引起晶间腐蚀发生。
　　采用Cu- CuSO4-16%H2SO4溶液煮沸法和电化学腐蚀法（腐蚀溶液为0.5mol／L H2SO4+0.01mol／L KSCN）来检测，实验得出，当敏化温度在550℃～750℃范围内，敏化度随着温度的升高而上升；故在生产使用过程中，奥氏体应避免出现在这个温度区间内，以防止晶间腐蚀行为的发生。当敏化温度达到950℃时，试样无敏化趋势；当敏化温度为650℃保温0.5～12小时，敏化度随保温时间的延长而上升。
　　本实验中，稀土La含量为0.0049%时，抗晶间腐蚀能力最强；稀土Ce含量为0.053%时，抗晶间腐蚀能力最强；两种稀土添加过量时，产生的稀土夹杂物也随之增加，并在晶界处析出，降低奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能。另外，相同含量的La和Ce，抗晶间腐蚀能力La略强。

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引言

1 文献综述

1.1 奥氏体不锈钢

1.2 不锈钢常见的腐蚀类型

1.3 稀土在钢中的作用及研究现状

1.4 不锈钢晶界腐蚀的研究

1.5选题的背景、目的和意义

2研究方案及试验过程

2.1 试验技术路线

2.2 试验钢的制备

2.3 晶间腐蚀试验

3 低镍铬锰氮奥氏体不锈钢敏化处理后析出物的观察

3.1 敏化处理后晶界及析出物的观察分析

3.2晶界析出物X射线能谱分析

3.2稀土对不锈钢敏化后析出物的影响

3.3本章小结

4 热处理工艺对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响

4.1 不同热处理试样DL-EPR实验分析

4.2 不同处理试样EIS特征分析

4.3 本章小结

5 稀土对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响

5.1 稀土元素Ce对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响

5.2 稀土元素La对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为的影响

5.3两种稀土元素的作用比较

5.4稀土元素提高低镍奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力机理分析

5.5本章结论

结论

参考文献

在学研究成果

致谢