浙江至德鋼業有限公司為了研究1Cr17Mn6Ni5N奧氏體香蕉視頻app蘋果:不銹鋼管的香蕉視頻app蘋果:晶間腐蝕行為，通過光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XＲD)和晶間腐蝕試驗研究了其在不同敏化溫度和冷卻方式下，晶間碳化物的析出和耐晶間腐蝕性能的變化。結果表明:1Cr17Mn6Ni5N奧氏體不銹鋼管在敏化溫度區間內加熱時，晶界碳化物隨加熱溫度的上升而增加，加熱溫度為850℃左右時晶界析出碳化物最多，主要為Cr23C6和Cr7C3;在敏化溫度區間內相同加熱溫度時，水冷可顯著減少其晶界碳化物的析出;1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管對晶間腐蝕不敏感。


 晶間腐蝕是香蕉視頻app蘋果:奧氏體不銹鋼應用中常見的一種局部腐蝕，產生的根本原因是熱處理、焊接或其他受熱過程中的熱循環使其晶界析出碳化物，晶界附近的鉻含量減小至小于12%而形成了“貧鉻區”，腐蝕介質的作用貧鉻區便產生晶間腐蝕。常用的202，香蕉視頻app蘋果:304不銹鋼一般在650℃左右對晶間腐蝕最為敏感，且主要晶間析出物為Cr23C6。然而，由于各種不銹鋼化學成分的差異，其晶間腐蝕敏化溫度和晶間碳化物的析出會發生變化，因而呈現出的最敏感溫度范圍也不同。


 本工作通過分析(xi)不同(tong)(tong)溫(wen)度下1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的碳化物析(xi)出和晶間腐蝕，研究了(le)(le)不同(tong)(tong)熱循環對其碳化物析(xi)出的影響(xiang)規律(lv)，并對影響(xiang)因素進行了(le)(le)分析(xi)，以(yi)期為1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的應(ying)用提供借鑒。


一、試驗


 以熱軋(ya)退(tui)火酸洗后的(de)1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼(gang)管為基(ji)材，其顯微(wei)結構為單(dan)相(xiang)奧氏體組織(zhi)，主要化學成分(fen)見表。將1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼(gang)管分(fen)別(bie)加熱至450，650，850℃，保溫(wen)10分(fen)鐘，分(fen)別(bie)采用(yong)水(shui)冷和(he)空冷方式冷卻到室溫(wen)。依(yi)據GB/T4334－2008《金(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)的(de)腐蝕(shi)———不銹(xiu)鋼(gang)晶間(jian)腐蝕(shi)試驗(yan)方法》(E方法急性試驗(yan))，將其線(xian)切割成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用(yong)60，120號SiC金(jin)相(xiang)砂紙(zhi)逐級打磨表面，并用(yong)無水(shui)乙醇清洗。


 將(jiang)100g符合GB/T665的(de)(de)硫(liu)(liu)酸銅(tong)分析純溶(rong)于700mL蒸(zheng)餾水中;加入100mL符合GB/T625的(de)(de)純硫(liu)(liu)酸，用(yong)蒸(zheng)餾水稀釋至1000mL，配制(zhi)成硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅(tong)溶(rong)液。在帶磨口的(de)(de)錐形瓶底鋪(pu)上(shang)一(yi)層(ceng)純度不小(xiao)于99.5%(質量分數)的(de)(de)銅(tong)屑(xie)，放入試(shi)樣(yang)(yang);倒(dao)入硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅(tong)溶(rong)液，使試(shi)樣(yang)(yang)處于全浸泡狀(zhuang)態(tai)，裝上(shang)回流冷(leng)凝(ning)器，接(jie)通冷(leng)卻水，將(jiang)溶(rong)液加熱(re)至微沸，保持16小(xiao)時后取出。


 用蒸餾水(shui)(shui)沖洗掉表面腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)并用毛刷和10%鹽酸清除腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物，用無水(shui)(shui)乙醇脫(tuo)水(shui)(shui)并烘干，用電(dian)子(zi)天(tian)平稱重，計算(suan)其平均腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率:


v = m1-m2A·t


   式中 v———平均腐蝕速率，g/(mm2·h)


 m1，m2———試樣腐蝕前后的質量，g


         A———試樣工作表面積，mm2


          t———試驗周期(qi)，h


 采用ZWICKZ1200型萬能材料(liao)試(shi)驗機(ji)進(jin)行彎曲(qu)(qu)試(shi)驗，試(shi)樣(yang)彎曲(qu)(qu)角度為180°;用10倍放(fang)大鏡(jing)檢查彎頭處是(shi)否有因晶間(jian)腐(fu)蝕而產生(sheng)的(de)裂紋(wen)，以(yi)確(que)定1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)敏感性(xing)。


 晶間腐蝕后截取金相試樣，用200mL HCl+5g FeCl3+100mL H2O 溶液浸蝕后，采用Leica金相顯微鏡觀察其顯微組織。以晶間腐蝕后的試樣為陽極，鉑電極為陰極，在35%(質量分數)HClO4的酒精溶液中電解30分鐘，收集、過濾容器底部的沉積物，通過TD-3700X射線衍射儀分析其析出物的物相。



二、結(jie)果與討論


1. 顯微組織


  圖(tu)為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管不同加(jia)熱溫度(du)空冷、水(shui)冷后晶(jing)間腐蝕的(de)顯微(wei)組織。由圖(tu)可(ke)以看出(chu)(chu):試(shi)樣晶(jing)界析出(chu)(chu)物隨(sui)加(jia)熱溫度(du)的(de)上(shang)升而增(zeng)加(jia)，加(jia)熱溫度(du)為850℃時，晶(jing)界析出(chu)(chu)物最多;水(shui)冷條(tiao)件下試(shi)樣的(de)晶(jing)界析出(chu)(chu)物少于空冷試(shi)樣。


2. 晶(jing)間腐(fu)蝕速(su)率(lv)


  圖(tu)(tu)為3種(zhong)加(jia)熱(re)溫(wen)度、2種(zhong)冷(leng)卻(que)方(fang)式(shi)時(shi)試樣(yang)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)。由(you)(you)圖(tu)(tu)可以(yi)看(kan)出(chu): 2種(zhong)冷(leng)卻(que)方(fang)式(shi)試樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)變(bian)化趨(qu)勢相(xiang)同，腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)隨著(zhu)加(jia)熱(re)溫(wen)度的(de)(de)(de)上升(sheng)(sheng)而(er)增加(jia)，加(jia)熱(re)溫(wen)度為850℃時(shi)腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)最大(da);空冷(leng)試樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)大(da)于(yu)水冷(leng)試樣(yang)，加(jia)熱(re)溫(wen)度由(you)(you)650℃增加(jia)到850℃時(shi)，試樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)增加(jia)幅度明顯大(da)于(yu)加(jia)熱(re)溫(wen)度由(you)(you)450℃到650℃時(shi)的(de)(de)(de)幅度。由(you)(you)此可知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕敏感性(xing)隨加(jia)熱(re)溫(wen)度的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)高而(er)增加(jia)。


3. 析出物的(de)物相


  圖為3種加熱溫度空冷、水冷后試樣的晶間析出物的XRD分析結果。由圖可以看出，試樣晶間析出物主要為Cr23C6和Cr7C3。


  圖為(wei)3種(zhong)(zhong)加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)空冷(leng)、水冷(leng)后(hou)試樣的(de)(de)晶(jing)間析(xi)出物(wu)(wu)峰值的(de)(de)強(qiang)度(du)。由(you)(you)圖可以看出:空冷(leng)試樣晶(jing)間析(xi)出物(wu)(wu)的(de)(de)峰值強(qiang)度(du)大于水冷(leng)試樣，2種(zhong)(zhong)冷(leng)卻方式的(de)(de)峰值強(qiang)度(du)變(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi)相(xiang)同;峰值強(qiang)度(du)隨著(zhu)(zhu)加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)的(de)(de)上升而增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，850℃時(shi)峰值強(qiang)度(du)最大;加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)由(you)(you)650℃增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到850℃時(shi)，峰值強(qiang)度(du)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)幅(fu)度(du)明顯大于加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)由(you)(you)450℃增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到650℃時(shi)的(de)(de)幅(fu)度(du)。由(you)(you)此可知，16Cr奧氏體不銹鋼的(de)(de)晶(jing)間析(xi)出物(wu)(wu)在加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)為(wei)850℃時(shi)顯著(zhu)(zhu)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，這與試樣晶(jing)間腐蝕速率(lv)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi)相(xiang)同。


  通常，鋼中含碳量降至0.03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求，鋼中加入鈦，鈮等元素能形成穩定碳化物(TiC或NbC)，也可防止其晶間腐蝕。鋼中含有的某些合金元素也會促進碳化物的析出，如硅元素，即使在鋼中碳含量很低的情況下，它的偏析也會促使碳化物在較短的時間內析出，從而造成晶間腐蝕。因為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管中碳含量為0.068%，硅含量為0.450%，且不含鈦和鈮等強碳化物形成元素，故在加熱保溫過程中出現了碳化物的析出。在不含鈦，鈮等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中Cr23C6為主要碳化物，而在1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管中則因碳含量較高而出現了Cr7C3。


  加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)、保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)間(jian)及冷卻(que)方式主要通(tong)過影響碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子的(de)擴散(san)(san)而影響碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)的(de)析(xi)(xi)出(chu)。室溫(wen)(wen)下碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)中的(de)溶(rong)解度(du)(du)約(yue)為0.006%，600℃時(shi)(shi)溶(rong)解度(du)(du)約(yue)為0.030%，1000℃時(shi)(shi)約(yue)為0.180%，隨(sui)著加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)增加，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧氏(shi)體中的(de)溶(rong)解度(du)(du)增加。在(zai)隨(sui)后的(de)冷卻(que)過程中，溶(rong)解在(zai)奧氏(shi)體中的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)會(hui)隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)降低而析(xi)(xi)出(chu)，在(zai)敏(min)化溫(wen)(wen)度(du)(du)區(qu)間(jian)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)越(yue)長，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子擴散(san)(san)越(yue)充(chong)分，晶界(jie)處鉻便會(hui)與(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)結合形成碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)。冷卻(que)速度(du)(du)可(ke)以通(tong)過影響碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子擴散(san)(san)而影響晶界(jie)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)的(de)析(xi)(xi)出(chu)，冷卻(que)速度(du)(du)越(yue)快，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子在(zai)敏(min)化溫(wen)(wen)度(du)(du)區(qu)間(jian)擴散(san)(san)越(yue)不(bu)充(chong)分，晶間(jian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)析(xi)(xi)出(chu)就越(yue)少(shao)。因此，在(zai)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼(gang)管敏(min)化溫(wen)(wen)度(du)(du)(400～900℃)內(nei)，加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)高、冷卻(que)速度(du)(du)越(yue)慢，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)的(de)析(xi)(xi)出(chu)越(yue)多，水冷試樣(yang)的(de)晶界(jie)析(xi)(xi)出(chu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物(wu)(wu)遠少(shao)于空冷。


4. 晶間腐蝕(shi)的(de)敏感性


1Cr17Mn6Ni5N不(bu)(bu)銹鋼管彎曲后雖然(ran)晶界(jie)存在黑色析出(chu)物，但(dan)表(biao)面均未產生晶間(jian)腐(fu)蝕裂紋，因(yin)而對晶間(jian)腐(fu)蝕不(bu)(bu)敏感。



三、結論


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管在敏化溫度區間加熱時，晶界碳化物隨加熱溫度上升而增加，加熱溫度850℃左右時晶界析出碳化物最多，主要為Cr23C6和Cr7C3。在敏化溫度區間加熱至相同溫度時，水冷可顯著減少晶界碳化物析出。1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管對晶間腐蝕不敏感。