不锈钢腐蚀评价技术研究及其应用

为了满足我国不锈钢产品设计、热处理与加工工艺的确定与优化、焊接工艺和焊缝质量评定、服役适用性评价等方面的需求,在实现不锈钢各类局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀)常规评价技术的基础上,建立了超316级别不锈钢腐蚀的系统评价技术。本文介绍的是复旦大学材料科学系近来实现的一批主要技术及其应用实例。包括:(1)临界点蚀温度(CPT)和微蚀坑控制技术两类方法;(2)双相不锈钢固溶处理温度范围中合金元素在两相间分配效果的评价;(3)奥氏体不锈钢电化学动电位再活化(EPR)评价技术在双相不锈钢晶间腐蚀评价中的拓展;(4)中低温处理中的二次相析出规律与对应点蚀、晶间腐蚀敏感性的评定;(5)交流阻抗技术在复杂组织晶间腐蚀敏感性评价中的应用;(6)缝隙腐蚀临界温度测量技术及其应用。

超级13Cr不锈钢的临界点蚀温度

采用电化学测试和化学浸泡两种方法,研究了超级13Cr不锈钢的临界点蚀温度,并对其点蚀形貌进行了分析。结果表明,电化学和化学浸泡法测定的超级13Cr钢的临界点蚀温度相差了4℃,主要原因是FeCl3强烈的氧化作用促进了点蚀的发生。化学浸泡法主要适用对比评价几种材料的耐点蚀性能,电化学测试则可准确描述点蚀形成的临界条件。当温度低于临界点蚀温度(CPT)时,材料表面形成孔径小于30μm的点蚀坑,蚀坑处于亚稳态;当温度高于CPT时,为点蚀的发展提供了条件,形成稳定的点蚀。

时效温度对新型LDX 2404双相不锈钢点蚀行为的影响

利用恒电位临界点蚀温度测试法和微观组织观察法研究了时效温度对LDX 2404双相不锈钢的微观组织演变和点蚀行为的影响。结果表明,1050℃固溶时点蚀优先在奥氏体相内萌生,此时样品的奥氏体相为弱相。在600~950℃时效15 min后LDX 2404双相不锈钢铁素体和奥氏体相界处有大量σ相、Cr_2N和M_（23）C_6等二次相析出。随时效温度的升高,虽然Cr_2N和M_（23）C_6的析出量不再继续增加,但σ相的析出量急剧增加并在850℃达到最大值。当温度升到950℃后,二次析出相在基体中重新溶解。850℃为LDX 2404双相不锈钢点蚀抗力最低的鼻尖时效温度。

445J2超纯铁素体不锈钢的点腐蚀行为研究

采用电化学测试方法研究了445J2超纯铁素体不锈钢和316L奥氏体不锈钢在不同温度、浓度Cl^(-)环境下的点腐蚀行为,通过恒电位极化测试方法研究了两种不锈钢的临界点蚀温度,采用扫描电镜(SEM)分析其点蚀形貌。结果表明:445J2不锈钢临界点蚀温度为48℃,高于316L的20℃,前者耐点蚀性能优于316L不锈钢的;随着环境温度的升高,两种钢的点腐蚀行为明显加剧。

耐蚀合金临界点蚀温度标准试验方法比较

对失重法、恒电位法和动电位法三种标准临界点蚀温度(CPT)测定方法进行了对比,分析三种试验方法的特点及适应性,着重研究了不同试验环境和方法对S22053双相不锈钢CPT测定的影响。结果表明:由于试验条件及判定发生点蚀的临界条件有所不同,三种测试方法测得的S22053双相不锈钢的CPT不同,分别为35.6,53.1,55.0℃。失重法采用的试验环境最苛刻,测得的CPT远低于恒电位法和动电位法测得的,且测试时间长,对于单一材料的点蚀形成过程不能准确地描述,但对设备要求低,且操作简单;动电位法和恒电位法对设备要求高,尤其是恒电位法,其升温速率和溶液中的温度梯度对试验结果均存在影响,但二者的测量参数都可较准确地反映材料形成稳态点蚀的临界条件;且恒电位法还具有试样数量少、测试时间短及测得的CPT为一个具体的数值等优点。

短时固溶处理温度对SAF2507超级双相不锈钢点蚀行为的影响

利用恒电位临界点蚀温度测试法和微观形貌观察法研究了短时固溶处理温度对SAF 2507超级双相不锈钢的微观形貌演变和点蚀行为的影响。结果表明,当固溶温度从1020℃提高到1150℃时,样品的铁素体的体积分数明显增加,而铁素体中的铬、钼等元素含量逐渐降低。SAF 2507超级双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)随着短时固溶处理温度的增加先升高后降低,在1100℃达到最大值。

热处理对复合板容器S22053锻件制接管性能的影响分析

针对检验中发现的Q345R+S22053复合板压力容器接管腐蚀和开裂的现象,采用化学成分、金相组织、力学试验、断口形貌、模拟试验等方法对失效原因进行了分析。结果表明,针对容器的消除应力热处理工艺,会导致S22053材料组织中铁素体相内、铁素体/奥氏体相晶界处析出脆性相颗粒,降低材料的耐腐蚀性能、弱化晶界强度;当运行温度高于临界点腐蚀温度时,缺陷部位(晶界、析出相)优先萌生裂纹并扩展。

904L(N08904)不锈钢复合板腐蚀性能研究

本文对904L+14Cr1MoR(H)和904L+Q345R两种复合板675℃消应力退火热处理后进行了系统的腐蚀试验,结果表明:复层904L发生晶粒粗大化,晶间存在碳化物析出,抗腐蚀性能受热处理影响显著。ASTM G150法临界点蚀温度CPT≥40℃,一般不超过904L原始状态的CPT;ASTM 262B法腐蚀速率<11 mm/a;GB/T4334E法腐蚀,试样弯曲外侧面无晶间裂纹出现。