本文關鍵詞：雙相不銹鋼組織變化及腐蝕行為的研究

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【摘要】：雙相不銹鋼兼具奧氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼的優(yōu)點,因具有優(yōu)良的力學性能和耐腐蝕性能而廣泛應用于石油、化工、海洋等領域。雙相不銹鋼在300℃~1000℃溫度范圍內基體兩相(α+γ)比例改變且會析出有害相(特別是σ相),顯著影響雙相不銹鋼的性能。本課題選取00Cr21Ni2Mn5N、00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni7Mo3N和00Cr27Ni7Mo5N這四種最具代表性的雙相不銹鋼,采用金相、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電化學法、俄歇電子能譜(AES)、動電位電化學阻抗法(DEIS)、X射線光電子能譜(XPS)等方法對固溶及不同時效處理后的試驗鋼的組織、耐點蝕性能和表面鈍化膜特性進行分析。研究結果表明:(1)完全固溶處理后的四種雙相不銹鋼中無σ相等有害相存在且α/γ比值接近1:1,此時耐點蝕性能很好;(2)不同時效條件下,00Cr21Ni2Mn5N鋼析出相主要為Cr2N和σ相,00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni7Mo3N和00Cr27Ni7Mo5N鋼主要析出相為σ相,也有μ相和Laves相析出;(3)時效后有害相析出量與溫度符合倒“V”字型曲線關系,且隨著合金元素含量的增加,σ相等有害相析出量越來越多,完全固溶溫度越來越高;(4)時效后雙相不銹鋼的點蝕電位與溫度呈正“V”字型曲線關系,點蝕電位隨有害相析出量增加而減小,雙相不銹鋼合金元素含量越高,導致耐點蝕性能顯著下降所對應的σ相含量越大;(5)四種雙相不銹鋼鈍化膜主要為層狀的Cr和Fe的氧化物與氫氧化物,具有雙極性n-p型半導體特性。00Cr21Ni2Mn5N、00Cr22Ni5Mo3N和00Cr25Ni7Mo3N鋼鈍化膜最外層可能存在極少量三價Fe氧化物,向內為鈍化膜主要成分Cr2O3和Cr O2,前兩種雙相不銹鋼還有Fe O和Fe(OH)2存在;00Cr27Ni7Mo5N鋼表面鈍化膜以M-OH型化合物為主,外層為γ-Fe OOH,內層為Cr(OH)3和Cr OOH組成的鈍化膜主體部分。直至到達基體時Cr、Fe、Ni、Mo等元素以金屬態(tài)存在。隨著雙相不銹鋼合金元素含量的增加,表面鈍化膜鈍化能力逐漸增強,因此耐點蝕性能越來越好。
【關鍵詞】：雙相不銹鋼 時效處理 σ相 點蝕電位 鈍化膜
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-26
• 1.1 課題背景10-13
• 1.1.1 雙相不銹鋼的發(fā)展歷史10-11
• 1.1.2 雙相不銹鋼的性能特點11
• 1.1.3 雙相不銹鋼的應用領域11-13
• 1.2 雙相不銹鋼的組織13-15
• 1.2.1 金屬間化合物14
• 1.2.2 碳化物和氮化物14-15
• 1.2.3 二次奧氏體15
• 1.3 雙相不銹鋼中的合金元素15-17
• 1.3.1 合金元素與雙相不銹鋼組織與性能的關系15-16
• 1.3.2 合金元素與雙相不銹鋼相比例的關系16-17
• 1.4 雙相不銹鋼的腐蝕17-21
• 1.4.1 點蝕17-18
• 1.4.2 點蝕的影響因素18-19
• 1.4.3 點蝕的評價方法19-21
• 1.5 鈍化膜21-25
• 1.5.1 金屬鈍化21
• 1.5.2 鈍化膜的特性21-22
• 1.5.3 常見鈍化處理方法22
• 1.5.4 鈍化膜分析方法22-25
• 1.6 本課題的研究內容25-26
• 2 試驗材料及研究方法26-33
• 2.1 Thermo-Calc熱力學軟件計算26-27
• 2.2 試驗材料27-29
• 2.2.1 試驗用鋼27
• 2.2.2 熱處理工藝27-28
• 2.2.3 實驗試劑28-29
• 2.3 顯微組織觀察及分析29-30
• 2.3.1 析出相的標定29
• 2.3.2 組織及形貌分析29
• 2.3.3 相比例的測定29-30
• 2.4 耐點蝕性能測試30-31
• 2.4.1 設備及試樣處理30
• 2.4.2 點蝕電位的測定30
• 2.4.3 背散射電子成像（BSE）30-31
• 2.5 鈍化膜分析31-33
• 2.5.1 動電位電化學阻抗法（DEIS）31
• 2.5.2 Mott-Schottky曲線31
• 2.5.3 載波鈍化31-32
• 2.5.4 俄歇電子能譜（AES）32
• 2.5.5 X射線光電子能譜（XPS）32-33
• 3 雙相不銹鋼的熱力學計算33-36
• 3.1 引言33
• 3.2 雙相不銹鋼析出相的計算33-35
• 3.3 主要元素隨基體兩相比例的變化35
• 3.4 本章小結35-36
• 4 雙相不銹鋼組織演變規(guī)律的研究36-52
• 4.1 引言36
• 4.2 實驗方法36-37
• 4.3 實驗結果與討論37-51
• 4.3.1 雙相不銹鋼析出相的TEM判定37-40
• 4.3.2 雙相不銹鋼中有害相的析出40-45
• 4.3.3 雙相不銹鋼中 σ 相成分分析45-49
• 4.3.4 雙相不銹鋼相比例演變49-51
• 4.4 本章小結51-52
• 5 雙相不銹鋼點蝕行為的研究52-68
• 5.1 引言52
• 5.2 實驗方法52
• 5.3 實驗結果與討論52-67
• 5.3.1 點蝕電位的測定52-59
• 5.3.2 有害金屬間相與點蝕電位的關系59-60
• 5.3.3 α/γ 與點蝕電位的關系60-61
• 5.3.4 點蝕坑形貌觀察61-67
• 5.4 本章小結67-68
• 6 雙相不銹鋼鈍化膜的研究68-81
• 6.1 引言68
• 6.2 實驗方法68-70
• 6.2.1 鈍化膜交流阻抗特性與M-S曲線測定68-69
• 6.2.2 載波鈍化工藝參數(shù)的確定69
• 6.2.3 鈍化膜成分、結構和各元素價態(tài)分析69-70
• 6.3 實驗結果與討論70-80
• 6.3.1 鈍化膜交流阻抗特性70-72
• 6.2.2 鈍化膜半導體性能分析72-73
• 6.3.3 鈍化膜的成分分析73-76
• 6.3.4 鈍化膜元素價態(tài)及結構分析76-80
• 6.4 本章小結80-81
• 7 結論81-83
• 參考文獻83-90
• 附錄 碩士研究生學習階段發(fā)表論文90-91
• 致謝91

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