新型高氮低镍奥氏体不锈钢的点蚀性能
发布时间:2016-04-27 19:39
作者:互联网
来源:
40
随着加压冶炼技术的提高,用氮、
锰来降低甚至取代
镍可
生产成本低廉,而且耐蚀性能优良的含氮
奥氏体不锈钢,已成为
新材料研发方向之一,含氮尤其是高氮奥氏体不锈
钢将在生态环境、
石油化工、
燃料电池、军事工业、交通
运输、建筑等领域获得广泛的应用。在含氮奥氏体钢的应用领域中,许多都要求合
金具有良好的耐蚀性能。本
项目以氮、锰部分取代镍,设计并制备了一种新型的高氮低镍奥氏体不锈钢,采用动电位极化曲线扫描方法研究了此钢在不同浓度和不同pH值的NaCl溶液中的
点蚀电位,
测试了点蚀坑内外元素的变化,并与含镍量达30%的800H工业用钢进行对比,分析其耐蚀性能与耐蚀机理。根据
合金元素对奥氏体稳定性的影响,结合
铬当量、
镍当量计算公式与高温
铁素体形成温度(Tδ)以及奥氏体低温转变温度Ms,设计了一种高氮低镍奥氏体不锈钢(以下简称高氮钢),冶炼后的成分与设定成分接近,经计算,冶炼钢的Tδ=1224℃,Ms=0K,经测试,此钢在1200℃至-196℃均为单一奥氏体组织。其化学成分见表1。高氮钢经1100℃
固溶处理1h后水冷,然后将其与800H钢一起
线切割成10mm×10mm×10mm的试样,试样打磨到1000号砂纸,
工作面积为1cm2,其余面用环氧树脂封涂,并用
铜导线引出,做成电极。点蚀化学
腐蚀采用阳极动电位极化法,将高氮钢和800H钢在不同浓度(溶液质量分数分别为3.5%、10%、15%和20%)以及不同pH值(pH=1、3、5.24、7、9)的NaCl溶液中分别进行电化学腐蚀试验。用扫描电镜对样品表面进行形貌观察,对
点腐蚀坑处进行线扫描,分析高氮钢耐点蚀的机理。表1 试验钢的化学成分(质量分数,%)
试验钢 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | N | Fe |
高氮钢 | 0.0318 | 0.157 | 14.88 | 0.0233 | 0.0169 | 1.67 | 16.96 | 2.56 | 0.75 | 余量 |
800H钢 | 0.0630 | 0.050 | 0.810 | - | 0.0150 | 30.67 | 20.60 | - | 0.02 | 余量 |
设计值 | ≤0.02 | ≤0.2 | 15.0~16.0 | ≤0.015 | ≤0.010 | 1.0~1.5 | 16.0~18.0 | 1.5~2.5 | 0.55~0.65 | 余量 |
研究表明,在不同浓度和pH值的NaCl溶液中,高氮钢的点蚀电位达到1.2V(vsSCE)以上,800H钢的点蚀电位在0.3V(vsSCE)以下。扫描图显示腐蚀区域内,高氮钢的点蚀坑稀少且面积较小,800H钢的点蚀坑密集且面积较大。线扫描表明氮在腐蚀坑内的含量略有下降;氮在
钝化膜/
金属界面富集,形成NH4+,并且抑制侵蚀性Cl-的
吸附是提高高氮钢耐蚀性的原因。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。