作為機(jī)械零部件三種主要失效形式之一,腐蝕問題直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,不銹鋼在現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)加工中得到廣泛應(yīng)用,為節(jié)約生產(chǎn)成本,鐵素體不銹鋼的發(fā)展越來越受到重視。本文研究了三種鐵素體不銹鋼410S(0Cr13)、430(1Cr17)和409L(00Cr12Ti)熱軋態(tài)的組織、性能及其影響。主要采用特殊腐蝕劑、顯微硬度、掃描電鏡、能譜分析、比熱曲線、透射電鏡、電子探針和不同酸性腐蝕介質(zhì)中的浸泡腐蝕等手段分析了三種鐵素體不銹鋼中非金屬夾雜物的成分與來源、金相組織組成、斷口側(cè)向分層原因和剝蝕機(jī)理,并用定量法將拉伸性能、腐蝕性能和顯微組織特征結(jié)合起來研究。 結(jié)果表明:三種鐵素體不銹鋼縱向和橫向夾雜物差別不大,主要以氧化物為主,級(jí)別≤1.5級(jí),整體夾雜物基本為細(xì)系,符合鋼中夾雜物的要求。410S和430不銹鋼夾雜物主要來自于脫氧過程中所用的材料、爐渣、耐火材料及耐火材料中的氧化物與脫氧渣中的氧化硅之間的反應(yīng)形成的。409L不銹鋼中含有與N親和力較強(qiáng)的A1和Ti等元素,這些元素能與(吹N_2)氣氛中的氮以及溶解于鋼中的氮結(jié)合,形成氮化物夾雜。 410S、430和409L三種鐵素體不銹鋼熱軋態(tài)的金相組織組成分別為:基體鐵素體+～30%超低碳馬氏體+少量(Cr,Fe)_(23)C_6碳化物、基體鐵素體+(Cr,Fe)_(23)C_6碳化物和基體鐵素體+少量(Cr,Fe)_(23)C_6碳化物組成。410S和430不銹鋼中條帶組織較為明顯,為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,且是冶金結(jié)合,作為鐵素體基體上條帶分布的第二相,或是具有一定數(shù)量的強(qiáng)韌相,或主要是微細(xì)碳化物成串的離散分布。因此,410S、430條帶組織既不同于常見危害性較大的帶狀組織。所以410S、430條帶組織對(duì)其力學(xué)性能等的影響不大。 在拉伸速率為5mm/min實(shí)驗(yàn)條件下,三種鐵素體不銹鋼熱軋態(tài)縱向和橫向的拉伸性能相差不大,是因?yàn)檐堉七^程中條帶組織的特殊性和合金元素充分?jǐn)U散的結(jié)果。410S和430不銹鋼在拉伸過程中拉伸斷口出現(xiàn)明顯的側(cè)向分層開裂現(xiàn)象,主要原因是超低碳馬氏體組織和硬而脆的碳化物沿軋向的晶界分布狀態(tài)構(gòu)成了本試驗(yàn)用的410S、430不銹鋼的薄弱環(huán)節(jié),拉伸變形中,位錯(cuò)只能繞過它們,增加了形變阻力,也破壞了板材在厚度方向的連續(xù)性;而409L不銹鋼拉伸斷口無分層現(xiàn)象,這和其組織的均勻性和單一性保持一致。 三種鐵素體不銹鋼在0.5mol/lH_2SO_4+0.01mol/lKSCN溶液中晶間腐蝕傾向?yàn)?10S＞430＞409L;在不同酸性腐蝕介質(zhì)中410S和430不銹鋼有較明顯的分層腐蝕現(xiàn)象,腐蝕層間距與軋向分布的條帶組織間距保持一致;409L不銹鋼則表現(xiàn)為全面腐蝕,腐蝕表面有較多的腐蝕坑,腐蝕坑大小和其鐵素體晶粒大小基本吻合。 經(jīng)綜合分析試驗(yàn)用鋼的斷口形貌、腐蝕特征和組織特征,表明其斷裂形貌和腐蝕特征是由其沿軋向分布的條帶組織和晶界處分布較多的第二相碳化物顆粒所致。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TG142.71
【部分圖文】：

要有川崎千葉四廠、新日鐵八蟠廠和巴西AC一ESITA廠，在國內(nèi)太鋼第二煉鋼廠和寶鋼不銹鋼分公司也分別于2002年底和2004年4月建成并投產(chǎn)了類似生產(chǎn)線。圖1.1給出了太鋼三步法冶煉不銹鋼工藝流程，該生產(chǎn)線為國內(nèi)第一條同時(shí)也是世界第四條以鐵水為主原料的三步法冶煉不銹鋼的生產(chǎn)線，與國內(nèi)外同類型生產(chǎn)線相比，主要特點(diǎn)在于:原料靈活、成本低、效率高、適用于多品種尤其是超低碳、氮不銹鋼的生產(chǎn)。表1列出了國內(nèi)外采用鐵水為原料冶煉不銹鋼的生產(chǎn)廠家及其工藝流程l’7]，可見上述幾家企業(yè)在流程方面最大的區(qū)別在于所選用的轉(zhuǎn)爐爐型是不同的，這主要是由各生產(chǎn)企業(yè)自身的特點(diǎn)所決定。嫉_。疊·曳鑫蓄妒瞬熬踱處舞)湊真鑫靡孰艇·瞧鑄抓E人董嗽夢(mèng)圖1.1太鋼三步法冶煉不銹鋼工藝流程在生產(chǎn)線投產(chǎn)初期，對(duì)所有400系鐵素體不銹鋼均采用了”三步法”冶煉工藝，主要存在生產(chǎn)成本高和冶煉周期長(zhǎng)等方面的問題。針對(duì)上述問題的存在

現(xiàn)代鐵素體不銹鋼已廣泛應(yīng)用于廚房設(shè)備、家用電器、建筑裝飾、交通運(yùn)輸、環(huán)保、市政建設(shè)等幾乎所有與人們生活密切相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，在汽車、廚房設(shè)備中，其產(chǎn)量與消費(fèi)量還有超過鉻鎳奧氏體不銹鋼的趨勢(shì)。圖1.2給出了世界400系列不銹鋼的市場(chǎng)展望。在未來幾年中，由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，200系列不銹鋼在印度和我國等地區(qū)需求將有所增長(zhǎng)。300系列不銹鋼需求增長(zhǎng)放緩，市場(chǎng)份額將會(huì)下降。而400系列不銹鋼的需求也將不斷增長(zhǎng)。鐵素體不銹鋼在不銹鋼產(chǎn)量中占的比例也不斷增加，1995年400系列不銹鋼在全部不銹鋼產(chǎn)量中僅占2%，到2002年就增長(zhǎng)為11%，兩年后這個(gè)比例又迅速地翻了一番，達(dá)到22%，在未來幾年中預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到35%。宮膠、洲生 200320052010圖1.2世界400不銹鋼市場(chǎng)展望擴(kuò)大生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)代鐵素體不銹鋼已經(jīng)成為世界各國不銹鋼節(jié)鎳的主要方向。日本不銹鋼生產(chǎn)廠家開發(fā)的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性和力學(xué)性能俱佳的多種鐵素體不銹鋼種主要有 SUs430)IL(18er一eu一Nb一低e、N)、sus436JIL(19er一0.SMo一Ti/Nb一低C)和 SU5436)IL(18Cr一IMo一Ti/Nb一低C)系鋼種。另外，還開發(fā)出SUS445JZ(22Cr一ZMo一Ti/Nb一低C、N)和SUS447(30Cr一ZMo一Nb一低c、N)等性能優(yōu)良的高耐蝕鐵素體不銹鋼128]。鐵素體不銹鋼已在世界各主要產(chǎn)鋼國引起重視

(e)430(Z)一2中g(shù)點(diǎn)電子探針原始圖圖2.24105、430不銹鋼夾雜物電子探針圖表2.3夾雜物電子探針點(diǎn)成分分析(wT%)Fe0CrAICaMnMgTiSi
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