浙江至德鋼業有限公司為了研究1Cr17Mn6Ni5N奧氏體香蕉視頻app在線觀看:不銹鋼管的香蕉視頻app在線觀看: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在線觀看: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在線觀看: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)不同溫度下(xia)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的碳化物析(xi)出和晶間腐蝕，研究了不同熱循環對其碳化物析(xi)出的影響規(gui)律，并對影響因素進(jin)行(xing)了分析(xi)，以期為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的應用提供借(jie)鑒(jian)。


一、試(shi)驗(yan)


 以熱軋退火(huo)酸洗(xi)后的1Cr17Mn6Ni5N不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管為基材，其(qi)(qi)顯微結構為單相(xiang)奧(ao)氏體組織(zhi)，主要(yao)化學成分見(jian)表(biao)。將1Cr17Mn6Ni5N不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管分別加熱至450，650，850℃，保溫10分鐘(zhong)，分別采(cai)用水(shui)冷和空冷方(fang)式冷卻到(dao)室溫。依據GB/T4334－2008《金屬(shu)和合金的腐蝕———不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼晶間腐蝕試驗方(fang)法》(E方(fang)法急性試驗)，將其(qi)(qi)線切割(ge)成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用60，120號SiC金相(xiang)砂紙逐級打磨(mo)表(biao)面，并用無水(shui)乙醇清洗(xi)。


 將100g符合GB/T665的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)分析純溶(rong)于700mL蒸(zheng)餾水(shui)中;加(jia)入(ru)(ru)100mL符合GB/T625的(de)純硫(liu)酸(suan)(suan)，用蒸(zheng)餾水(shui)稀釋至(zhi)1000mL，配制(zhi)成硫(liu)酸(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)溶(rong)液(ye)。在帶磨口的(de)錐形瓶底鋪上一層(ceng)純度不小(xiao)于99.5%(質量(liang)分數)的(de)銅(tong)屑(xie)，放入(ru)(ru)試樣;倒入(ru)(ru)硫(liu)酸(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)溶(rong)液(ye)，使試樣處于全浸(jin)泡狀(zhuang)態，裝(zhuang)上回流冷(leng)凝器(qi)，接(jie)通冷(leng)卻水(shui)，將溶(rong)液(ye)加(jia)熱至(zhi)微(wei)沸，保持16小(xiao)時后(hou)取(qu)出。


 用蒸餾水沖洗掉(diao)表面腐(fu)蝕(shi)(shi)介質并用毛刷(shua)和10%鹽(yan)酸清除腐(fu)蝕(shi)(shi)產物，用無水乙(yi)醇脫水并烘干，用電子天平稱重(zhong)，計算其平均腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)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(shi)驗周期，h


 采用ZWICKZ1200型萬能材料試驗機進行彎曲試驗，試樣彎曲角(jiao)度為180°;用10倍放(fang)大鏡檢(jian)查(cha)彎頭處是否有因(yin)晶間腐蝕而產生的裂紋(wen)，以確定1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管晶間腐蝕的敏感性。


 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(guo)與討論


1. 顯微組(zu)織


  圖為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管不同加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)空冷、水冷后(hou)晶(jing)間(jian)腐蝕的(de)(de)顯微組織。由圖可以(yi)看出(chu):試(shi)樣(yang)晶(jing)界析出(chu)物隨加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)的(de)(de)上升而增加(jia)(jia)(jia)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度(du)為850℃時，晶(jing)界析出(chu)物最多;水冷條件下(xia)試(shi)樣(yang)的(de)(de)晶(jing)界析出(chu)物少于(yu)空冷試(shi)樣(yang)。


2. 晶(jing)間腐蝕速率


  圖為3種(zhong)加熱(re)溫(wen)度(du)、2種(zhong)冷(leng)卻方(fang)式時(shi)試(shi)樣(yang)的(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)。由(you)(you)圖可以看出: 2種(zhong)冷(leng)卻方(fang)式試(shi)樣(yang)的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)變化趨勢相同，腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)隨(sui)著加熱(re)溫(wen)度(du)的(de)上升(sheng)(sheng)而增(zeng)(zeng)加，加熱(re)溫(wen)度(du)為850℃時(shi)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)最大;空冷(leng)試(shi)樣(yang)的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)大于水冷(leng)試(shi)樣(yang)，加熱(re)溫(wen)度(du)由(you)(you)650℃增(zeng)(zeng)加到(dao)850℃時(shi)，試(shi)樣(yang)的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)增(zeng)(zeng)加幅度(du)明顯(xian)大于加熱(re)溫(wen)度(du)由(you)(you)450℃到(dao)650℃時(shi)的(de)幅度(du)。由(you)(you)此(ci)可知(zhi)，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管(guan)的(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕敏(min)感性隨(sui)加熱(re)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)(sheng)高而增(zeng)(zeng)加。


3. 析出(chu)物的物相(xiang)


  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種加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)空冷、水冷后試(shi)樣(yang)的(de)(de)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)出物(wu)峰(feng)值的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)。由圖可以(yi)看出:空冷試(shi)樣(yang)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)出物(wu)的(de)(de)峰(feng)值強(qiang)度(du)(du)(du)大于水冷試(shi)樣(yang)，2種冷卻方式的(de)(de)峰(feng)值強(qiang)度(du)(du)(du)變化(hua)(hua)趨(qu)勢相(xiang)同;峰(feng)值強(qiang)度(du)(du)(du)隨(sui)著加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)的(de)(de)上升(sheng)而增(zeng)(zeng)加(jia)，850℃時峰(feng)值強(qiang)度(du)(du)(du)最大;加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)由650℃增(zeng)(zeng)加(jia)到850℃時，峰(feng)值強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)幅度(du)(du)(du)明顯大于加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)由450℃增(zeng)(zeng)加(jia)到650℃時的(de)(de)幅度(du)(du)(du)。由此可知，16Cr奧氏體不銹鋼的(de)(de)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)出物(wu)在(zai)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)為(wei)850℃時顯著增(zeng)(zeng)加(jia)，這與試(shi)樣(yang)晶間(jian)(jian)腐蝕速率的(de)(de)變化(hua)(hua)趨(qu)勢相(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(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)、保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)及冷(leng)卻方式主要(yao)通過影響(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子的(de)(de)(de)擴散而影響(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)。室(shi)溫(wen)(wen)下(xia)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)(du)(du)約為0.006%，600℃時(shi)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)(du)(du)約為0.030%，1000℃時(shi)約為0.180%，隨著加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)(du)(du)增加(jia)(jia)。在(zai)隨后(hou)的(de)(de)(de)冷(leng)卻過程中(zhong)，溶(rong)解(jie)(jie)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)會隨著溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)降低而析(xi)(xi)出(chu)(chu)，在(zai)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)區間(jian)停留時(shi)間(jian)越(yue)(yue)(yue)長，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子擴散越(yue)(yue)(yue)充分(fen)，晶界處鉻(ge)便會與碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)結(jie)合形成碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物。冷(leng)卻速(su)度(du)(du)(du)(du)(du)可(ke)以通過影響(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子擴散而影響(xiang)(xiang)晶界碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)，冷(leng)卻速(su)度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)快，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原子在(zai)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)區間(jian)擴散越(yue)(yue)(yue)不充分(fen)，晶間(jian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物析(xi)(xi)出(chu)(chu)就越(yue)(yue)(yue)少。因此(ci)，在(zai)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管(guan)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(400～900℃)內，加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高、冷(leng)卻速(su)度(du)(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)慢(man)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)越(yue)(yue)(yue)多，水冷(leng)試(shi)樣的(de)(de)(de)晶界析(xi)(xi)出(chu)(chu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物遠少于空(kong)冷(leng)。


4. 晶間腐蝕的敏感性


1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)彎(wan)曲后雖然晶(jing)界(jie)存在黑色析出物，但表面均未產(chan)生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)裂(lie)紋，因而對晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)不敏感(gan)。



三、結論(lun)


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。