高温水蒸气环境中TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性

目的 研究TP439不锈钢在高温水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,并探讨水蒸气和温度对其应力腐蚀开裂敏感性的影响规律。方法 采用慢应变速率拉伸试验方法研究了TP439不锈钢在400~600℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,利用SEM和EDS分析试样断口区域的形貌及元素分布。结果 同一应变速率(2×10^(-5) s^(-1))下,随着温度在400~600℃范围内升高,TP439不锈钢在空气和水蒸气环境中的屈服强度、抗拉强度和断裂能均逐渐降低,延伸率逐渐增大。400℃和500℃时,试样在水蒸气环境中的抗拉强度较空气环境中有所降低,而延伸率较空气环境中增大。600℃时试样在水蒸气环境中的力学性能较空气环境中无明显差别。试样在400、500、600℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂敏感性指数分别为0.7%、1.2%和-2.8%,应力腐蚀开裂敏感性较低。试样在400~600℃水蒸气环境中的断口均呈现韧性断裂特征,断口形貌整体由韧窝和微孔组成,颈缩现象显著,断口附近未发现二次裂纹。温度在400~600℃范围内升高时,断口的韧窝特征更加明显,颈缩程度逐渐增大,600℃时断口侧面的氧化膜表面Cr含量明显降低,主要由Fe的氧化物形成。结论 水蒸气对TP439不锈钢的应力腐蚀开裂行为起促进作用。基于应力腐蚀开裂敏感性指数和断口的分析,在应变速率为2×10^(-5) s^(-1)的400~600℃水蒸气环境中,TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性较低。

2507双相不锈钢在酸性高氯环境下的腐蚀行为

热法蒸发技术在废水处理方面得到广泛应用,且随着废水不断蒸发浓缩,溶液中的Cl^(−)含量成倍增加,导致用于蒸发设备的材料也因此快速腐蚀而失效。2507钢是一种Cr、Mo元素含量高的双相不锈钢,结合了铁素体和奥氏体不锈钢共同优点,因此具有极好的耐点蚀性能。为研究2507双相不锈钢在酸性高氯环境中的腐蚀情况,采用动电位极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线以及动态浸泡试验等方法进行测试,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及3D显微镜对浸泡腐蚀后的试样性能进行表征。研究结果显示,随Cl浓度增加,腐蚀电位E_(corr)负移,腐蚀电流密度I_(corr)增加,极化电阻Rp减小,且施主密度ND和受主密度NA增加,材料的耐蚀性降低。2507双相不锈钢在酸性高氯(pH为3、120 g/L)腐蚀液中浸泡35 d的平均腐蚀速率为2.51μm/a。试样表面蚀孔数量较少,蚀孔外径在70~100μm,平均点蚀深度为20.493μm,最大点蚀速率为0.275 mm/a,属于轻度腐蚀,体现了不锈钢在酸性高氯环境中良好的耐蚀性。由于目前关于高氯废水蒸发设备材料的腐蚀数据非常缺乏,因此2507双相不锈钢的腐蚀情况可以为选材提供数据支撑。

喷丸处理对S31035奥氏体耐热钢抗高温水蒸气氧化行为的影响

对S31035钢进行喷丸处理,再在665℃下进行高温蒸汽氧化试验,研究了喷丸处理对该钢抗高温水蒸气氧化行为的影响。结果表明:未喷丸试样在氧化100 h后即出现明显的氧化物衍射峰,氧化3000 h后形成双氧化物层,氧化膜厚度约为8.07μm;喷丸试样在氧化1000 h后才出现微弱的(Fe,Cr)_(2)O_(3)衍射峰,在氧化3000 h后表面氧化膜仍然较薄,厚度仅为0.45μm;在氧化过程中,喷丸试样的氧化速率常数比未喷丸试样低3个数量级,抗水蒸气氧化性能较好;喷丸处理细化了表层晶粒,为铬元素扩散提供了更多通道,使表面形成Cr_(2)O_(3)保护膜而提高了该钢的抗高温水蒸气氧化性能。

酸性高氯介质中氟离子对Incoloy825合金腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)和80℃水溶液动态浸泡试验研究了Incoloy825合金在不同F^(-)浓度的酸性高氯介质中的腐蚀行为。结果表明:Incoloy825合金在酸性高氯介质中的腐蚀行为受F^(-)浓度的影响,随着F^(-)浓度由0.1 g/L增至0.3 g/L,Incoloy825在酸性高氯介质中的腐蚀倾向减小、腐蚀速率降低。在含F^(-)的酸性高氯介质中,Incoloy825合金表面的钝化膜稳定且致密,仍保持较好的耐腐蚀性能。Incoloy825合金在80℃的含F^(-)酸性高氯介质中浸泡840 h后,其表面少数区域发生了点蚀,部分蚀坑的直径超过20μm,点蚀深度超过10μm。随着F^(-)浓度在0.1~0.3 g/L范围内升高,Incoloy825表面的蚀坑直径有所增大,平均点蚀深度有所增加。

304不锈钢在不同pH的库尔勒土壤浸出液中的腐蚀电化学行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了304不锈钢接地材料在不同p H的库尔勒土壤浸出液中的腐蚀电化学特征。结果表明:土壤浸出液的pH在7.5~9.5范围内升高时,304不锈钢的腐蚀速率增大,但仍保持较好的耐腐蚀性能。在库尔勒土壤浸出液中,304不锈钢的阳极主要发生Fe的溶解反应,腐蚀过程受其控制,304不锈钢的表面存在稳定且致密的钝化膜。Mott-Schottky曲线分析显示,库尔勒土壤浸出液中304不锈钢表面的钝化膜具有n型半导体性质,土壤浸出液pH在7.5~9.5的范围内升高时施主密度略微增大,平带电位略微升高,钝化膜的半导体性质无明显改变。

TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为

研究了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的初期氧化行为。采用恒温氧化法测试了TP439不锈钢在800℃高温水蒸气中的氧化动力学曲线。通过场发射电子扫描显微镜(FE-SEM)观察试样氧化后的形貌,采用能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)分析膜层的表面成分及相结构。结果表明:TP439不锈钢在初期阶段的氧化速率较快,氧化动力学符合线性氧化规律,线性速率常数kl为5.21×10^(-2) mg/(cm^(2)·h),氧化过程受界面反应控制;随着氧化时间的增加氧化膜逐渐变厚,第二阶段的氧化动力学遵循抛物线规律,抛物线速率常数kp为1.54×10^(-3)mg^(2)/(cm4·h),氧化速率的控制步骤由界面反应控制转为扩散控制。TP439不锈钢氧化产物的主要成分为(Cr,Fe)2O_(3)和少量的Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、FeCr_(2)O_(4)尖晶石氧化物。在氧化初期阶段,试样表面沿晶界处分布的氧化物颗粒较多,这是由于晶界是元素快速扩散通道,表面沿晶界生成网状氧化物。

F22母材与焊缝在模拟沿海空气中的高温腐蚀行为研究

研究了F22母材与焊缝在510℃模拟沿海空气下的高温腐蚀行为,测量了母材与焊缝的腐蚀动力学曲线。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)/能谱仪(EDS)分析了母材与焊缝的腐蚀产物相组成及其表面和截面形貌。结果表明:F22母材与焊缝在腐蚀过程中均表现为增重,焊缝腐蚀速率略大于母材,腐蚀前250 h增重较快,250 h后动力学均符合抛物线规律。腐蚀产物分层,外层为Fe_(2)O_(3),内层为Fe_(2)O_(3)与Fe_(3)O_(4)的混合物。由于Cr含量较低,没有生成保护性能良好的Cr_(2)O_(3)膜。