残余元素Pb、Sn对含Cu奥氏体不锈钢表面质量的影响

研究了电弧炉+AOD和转炉+VOD冶炼的奥氏体不锈钢SUS304HC(%:≤0.06C、18～19Cr、8～11Ni、2～3Cu)和201Cu(%≤0.08C、7.5～10.0Mn、14～17Cr、4～6Ni、2～3Cu)中Sn、Pb等残余元素含量对初轧坯角裂和环向裂纹以及盘条表面横向裂纹的影响,并分析了残余元素的来源和控制措施。结果表明,当钢中Pb含量超过0.001%或Sn含量超过0.011%时,不锈钢热塑性降低,轧坯角裂倾向增加;控制炉料中残余元素含量是降低钢中Pb、Sn含量,提高初轧坯表面质量的有效措施。

304Cu和430Cu抗菌不锈钢中富铜相的演化及其抗菌性能

添加适量的Cu制备了304Cu和430Cu抗菌不锈钢。借助XRD、OM和TEM,研究了不同退火温度对两种含Cu抗菌不锈钢组织及其抗菌性能的影响,并分析了富Cu相随退火温度的演化规律。结果表明,304Cu抗菌不锈钢的显微组织由不规则奥氏体构成,而430Cu抗菌不锈钢的显微组织均由多边形铁素体构成,局部存在异常长大的晶粒。在304Cu抗菌不锈钢中的富铜相呈圆形,且随着退火温度的升高,富铜相数量增加,尺寸增大,但退火温度超过850℃后,长大速率变缓。而在430Cu抗菌不锈钢中,富铜相的尺寸随着退火温度的升高而增大,退火温度达900℃时,形状由球形或椭球形变为杆状。经过850℃退火处理的两种试验钢均具有优异的抗菌性能,能够延缓与之接触的豆制品、大米饭腐败进程,还能在自身周围形成抑菌环境。

抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅱ.耐蚀及抗菌性能

采用电化学方法分析了经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢耐腐蚀性能,同时采用覆膜法测试了其广谱抗菌效果.极化曲线测试结果表明,材料表面存在的ε-Cu等富Cu相成为钝化膜中的薄弱点,粗大富Cu相的时效析出位置易成为点蚀形核源,析出粗大富Cu相所占比例增加使得材料耐点蚀性能减弱;阻抗谱测试显示钝化膜中存在的ε-Cu等富Cu相会降低整体电位及钝化膜电阻,使钝化膜稳定性下降;DL-EPR测试表明,在相界及晶间析出的ε-Cu等富Cu相会使晶间呈现阳极性,导致晶间发生选择性腐蚀,因富Cu相主要在铁素体上析出,与奥氏体相比,其耐晶间腐蚀性能下降严重.抗菌检测表明,富Cu相的相结构和体积分数是影响材料抗菌性能的关键因素,ε-Cu的抗菌效果最好,亚稳态富Cu相次之,固溶Cu最差.ε-Cu相数量越多,抗菌效果越好.

抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅰ.富Cu相的微观结构及演变规律

采用SEM,XRD以及TEM对经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢中抗菌富Cu相的微观结构及析出演变规律进行了研究.结果表明,在540 - 580℃温度范围内.双相不锈钢中的铁素体基体及α/γ相界上均有抗菌富Cu相析出,奥氏体内没有新相的析出;随时效时间的延长,析出相逐渐粗化,并由球形颗粒状转变为棒状或长条状;随着时效温度的提高,富Cu相析出速率加快,较快地由颗粒状转变为棒状;时效处理过程中,富Cu相会随时间的延长及温度的提高从亚稳态过渡到稳定的ε-Cu相;ε-Cu相具有复杂的多层孪晶结构,与铁素体基体满足Kurdjumov- Sachs取向关系:(111)_(ε-Cu)∥(110)_(α-Fe),[011]_(ε-Cu)∥[001]_(α-Fe),(111)_(ε-Cu)∥(121)_(α-Fe),[011]_(ε-Cu)∥[012]_(α-Fe).

含Cu抗菌双相不锈钢的空蚀行为研究

利用磁致伸缩空蚀试验机将含Cu抗菌双相不锈钢在人工海水中进行了空蚀试验,绘制了累积损失质量和损失率曲线。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射仪(XRD)分析了其空蚀机理,并与母材进行了对比分析。结果表明,在560℃时效含Cu双相不锈钢空蚀破坏分为初发期、加速期、回落期和稳定期4个阶段。对比于固溶母材,空蚀3h前其损伤程度大于固溶母材,3h后损伤程度小于固溶母材;50h后,抗菌材料和固溶母材空蚀累积损失量分别为2.5和4.2mg,经时效处理的含Cu抗菌双相不锈钢的空蚀破坏程度较轻。抗菌材料中细小弥散状的富Cu相增强了铁素体的抗空蚀能力,但奥氏体的晶体结构及其内部位错造成的滑移阻碍使得其抗空蚀能力仍高于含富Cu相的铁素体。抗菌材料的硬度值因时效析出弥散分布的富Cu相而始终高于固溶母材。

热处理对3Cr13MoCu马氏体不锈钢抗菌性能的影响

利用抗菌性能检测、硬度测试、TEM观察、激光共聚焦显微镜观察和SEM观察等手段,研究了时效处理对3Cr13MoCu马氏体不锈钢抗菌性能的影响.研究结果表明,随着时效温度的升高,3Cr13MoCu马氏体不锈钢中的富Cu相不断长大,对金黄色葡萄球菌的杀菌率不断提高,但其硬度迅速下降.而在500℃进行时效处理时,延长时效时间至10~14 h后,钢中富Cu相含量不断增加,其抗菌性能和硬度均不断提高.结合抗菌性能和硬度测试结果,确定3Cr13MoCu不锈钢的优化热处理制度为：1080℃固溶30 min,水冷＋500℃时效10~14 h,空冷.在此热处理工艺下,3Cr13MoCu不锈钢表现出了非常优异的抗菌性能,在杀灭游离态细菌的同时,还可以有效地抑制表面细菌生物膜的形成.

石油天然气工业用耐微生物腐蚀特殊钢的研究现状

随着注水作业的广泛应用,微生物腐蚀已成为石油天然气工业管道和设备腐蚀失效的主要原因,耐微生物腐蚀特殊管材的开发是应对这类失效问题的有效措施。根据腐蚀性微生物及生物膜的作用,综述了与微生物腐蚀密切相关的生物膜的性质及演变规律,系统分析了含铜低合金钢、含铜不锈钢等耐微生物腐蚀特殊钢的研究进展,讨论了合金元素、微观结构在改善耐微生物腐蚀性能方面的作用机制,最后展望了耐微生物腐蚀特殊钢的发展方向,为推动石油天然气工业用耐微生物腐蚀特殊管材的开发和应用提供参考。