浙江至德鋼業有限公司為了研究1Cr17Mn6Ni5N奧氏體香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼管的香蕉視頻app下載蘋果版: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下載蘋果版: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下載蘋果版: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(guo)分(fen)析(xi)不(bu)同溫度(du)下(xia)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)鋼管的碳(tan)化物(wu)析(xi)出(chu)和晶(jing)間腐蝕，研究了不(bu)同熱循環對其碳(tan)化物(wu)析(xi)出(chu)的影響規律(lv)，并(bing)對影響因素進行了分(fen)析(xi)，以期為1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)鋼管的應(ying)用提供借鑒。


一、試(shi)驗(yan)


 以熱(re)軋退火酸(suan)洗(xi)后的1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管為(wei)基材，其(qi)顯微結構(gou)為(wei)單相(xiang)奧(ao)氏體組織，主要化學成分(fen)見表(biao)。將1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管分(fen)別(bie)加熱(re)至450，650，850℃，保溫10分(fen)鐘，分(fen)別(bie)采用(yong)水(shui)冷和空(kong)冷方式(shi)冷卻到室(shi)溫。依據GB/T4334－2008《金(jin)(jin)屬和合(he)金(jin)(jin)的腐(fu)蝕———不銹鋼(gang)晶間(jian)腐(fu)蝕試驗(yan)方法(fa)》(E方法(fa)急(ji)性試驗(yan))，將其(qi)線切(qie)割成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用(yong)60，120號SiC金(jin)(jin)相(xiang)砂紙(zhi)逐(zhu)級打磨(mo)表(biao)面，并用(yong)無(wu)水(shui)乙醇清洗(xi)。


 將(jiang)100g符合GB/T665的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)銅分(fen)(fen)析純溶(rong)于700mL蒸(zheng)餾水(shui)中;加(jia)入100mL符合GB/T625的(de)純硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)，用(yong)蒸(zheng)餾水(shui)稀釋(shi)至1000mL，配(pei)制(zhi)成硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)銅溶(rong)液。在帶磨(mo)口的(de)錐形瓶底鋪上(shang)一層純度(du)不(bu)小于99.5%(質量分(fen)(fen)數)的(de)銅屑，放入試樣;倒入硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)銅溶(rong)液，使試樣處于全浸泡狀態，裝上(shang)回流冷凝器，接通冷卻(que)水(shui)，將(jiang)溶(rong)液加(jia)熱至微沸，保持16小時(shi)后取(qu)出。


 用(yong)蒸餾水(shui)(shui)沖洗掉表面腐蝕介(jie)質并用(yong)毛刷和10%鹽(yan)酸清除腐蝕產物，用(yong)無水(shui)(shui)乙(yi)醇脫水(shui)(shui)并烘干，用(yong)電子(zi)天平(ping)(ping)稱(cheng)重，計(ji)算其平(ping)(ping)均腐蝕速率(lv):


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(zhou)期，h


 采用ZWICKZ1200型萬能(neng)材(cai)料試驗(yan)機進行彎曲(qu)試驗(yan)，試樣彎曲(qu)角(jiao)度為180°;用10倍放大鏡檢(jian)查彎頭(tou)處是(shi)否有因(yin)晶間腐蝕而(er)產生的裂紋(wen)，以確定1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼管(guan)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(er)、結果與討(tao)論


1. 顯微組織


  圖為1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼管不同加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)空(kong)冷(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)后晶間腐蝕的(de)顯微(wei)組織。由圖可以看出(chu):試(shi)樣晶界析(xi)出(chu)物(wu)隨加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)的(de)上升而增(zeng)加，加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)為850℃時，晶界析(xi)出(chu)物(wu)最多(duo);水冷(leng)(leng)條件(jian)下試(shi)樣的(de)晶界析(xi)出(chu)物(wu)少于空(kong)冷(leng)(leng)試(shi)樣。


2. 晶(jing)間腐(fu)蝕速率(lv)


  圖為3種(zhong)(zhong)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)、2種(zhong)(zhong)冷(leng)卻方式時試樣(yang)的晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)。由(you)圖可以(yi)看出: 2種(zhong)(zhong)冷(leng)卻方式試樣(yang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)變化趨勢相同，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)隨著加(jia)熱(re)(re)溫度(du)的上升(sheng)而(er)(er)增(zeng)加(jia)，加(jia)熱(re)(re)溫度(du)為850℃時腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)最大(da)(da);空冷(leng)試樣(yang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)大(da)(da)于(yu)水冷(leng)試樣(yang)，加(jia)熱(re)(re)溫度(du)由(you)650℃增(zeng)加(jia)到(dao)850℃時，試樣(yang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)增(zeng)加(jia)幅度(du)明(ming)顯大(da)(da)于(yu)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)由(you)450℃到(dao)650℃時的幅度(du)。由(you)此可知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性隨加(jia)熱(re)(re)溫度(du)的升(sheng)高而(er)(er)增(zeng)加(jia)。


3. 析出物的物相


  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(tu)(tu)為(wei)3種加(jia)熱(re)溫(wen)度空冷(leng)、水(shui)冷(leng)后(hou)試(shi)樣的(de)晶間析出物峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)的(de)強(qiang)(qiang)度。由圖(tu)(tu)可以看出:空冷(leng)試(shi)樣晶間析出物的(de)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強(qiang)(qiang)度大于水(shui)冷(leng)試(shi)樣，2種冷(leng)卻方式(shi)的(de)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強(qiang)(qiang)度變化(hua)趨(qu)勢相(xiang)同(tong);峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強(qiang)(qiang)度隨著加(jia)熱(re)溫(wen)度的(de)上(shang)升而增加(jia)，850℃時峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強(qiang)(qiang)度最(zui)大;加(jia)熱(re)溫(wen)度由650℃增加(jia)到850℃時，峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強(qiang)(qiang)度的(de)增加(jia)幅(fu)度明顯大于加(jia)熱(re)溫(wen)度由450℃增加(jia)到650℃時的(de)幅(fu)度。由此可知，16Cr奧氏(shi)體不銹鋼的(de)晶間析出物在加(jia)熱(re)溫(wen)度為(wei)850℃時顯著增加(jia)，這與試(shi)樣晶間腐蝕速率的(de)變化(hua)趨(qu)勢相(xiang)同(tong)。


  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、保溫(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)及冷(leng)卻(que)(que)方式主要通(tong)過影響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子的(de)擴(kuo)散而(er)影響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)。室溫(wen)(wen)下碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)溶解度約為(wei)(wei)0.006%，600℃時(shi)(shi)(shi)溶解度約為(wei)(wei)0.030%，1000℃時(shi)(shi)(shi)約為(wei)(wei)0.180%，隨(sui)著加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)溶解度增(zeng)加(jia)(jia)。在(zai)隨(sui)后的(de)冷(leng)卻(que)(que)過程中，溶解在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)會隨(sui)著溫(wen)(wen)度的(de)降低而(er)析(xi)出(chu)，在(zai)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度區間(jian)停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)越長，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子擴(kuo)散越充分，晶界(jie)處鉻便會與碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)結合形成碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。冷(leng)卻(que)(que)速度可(ke)以通(tong)過影響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子擴(kuo)散而(er)影響(xiang)晶界(jie)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)，冷(leng)卻(que)(que)速度越快，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)原(yuan)子在(zai)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度區間(jian)擴(kuo)散越不(bu)充分，晶間(jian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)析(xi)出(chu)就越少(shao)(shao)。因此，在(zai)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(400～900℃)內，加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度越高、冷(leng)卻(que)(que)速度越慢，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)越多，水冷(leng)試樣的(de)晶界(jie)析(xi)出(chu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)遠少(shao)(shao)于(yu)空(kong)冷(leng)。


4. 晶間腐蝕的敏感性(xing)


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管彎曲后(hou)雖然晶界存在黑色(se)析出物，但表(biao)面均未(wei)產生晶間腐蝕裂紋，因而對晶間腐蝕不敏感。



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。