Mn對奧氏體不銹鋼耐蝕性能影響的研究
【摘要】:近年來,Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼,特別是一些非標準牌號的Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼產量急劇增加,然而Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼表現出較差的耐蝕性能。因此,本文以市場中現流行的Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼(LH、L1、L4)及Cr-Ni系奧氏體不銹鋼(304)為研究對象,系統地研究了Mn對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響。本文采用光學顯微鏡和電子掃描顯微鏡(SEM)研究了鋼中的非金屬夾雜物,結果表明:Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼中的非金屬夾雜物主要是A類長條狀Fe-S-Mn夾雜物和D類球狀氧化物Fe-Cr-S-Mn-O-Al-Mg;Cr-Ni系奧氏體不銹鋼中的非金屬夾雜物主要是B類氧化物MgOAl2O3和D類球狀氧化物夾雜物Mg-Ca-O-Fe-Al。隨著Mn含量增加,Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼中A類非金屬夾雜物尺寸增大,大尺寸夾雜物數目增多。線掃描結果表明非金屬夾雜物與不銹鋼基體之間的化學成份存在很大差異。本文采用鹽霧腐蝕實驗、電化學陽極極化曲線、化學浸泡法與電化學法、快速刮傷法分別研究四種奧氏體不銹鋼的耐鹽霧腐蝕性能、耐點蝕性能、耐縫隙腐蝕性能、再鈍化性能,結果表明:(1)Cr-Ni系奧氏體不銹鋼的耐蝕性能最好,三種Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼隨著Mn含量的增加,鹽霧腐蝕程度加劇,腐蝕率增大。(2)Cr-Ni系奧氏體不銹鋼的點蝕電位最高,三種Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼的點蝕電位隨著Mn含量的增加逐漸降低。與整個試樣相比,無夾雜試樣的點蝕電位偏低,且隨著Mn含量的增加,二者之間的點蝕電位差值增大,這意味著Mn主要以形成夾雜物的形式對奧氏體不銹鋼的耐點蝕性能產生影響。Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼的點蝕起源主要是A類硫化物夾雜物,而Cr-Ni系奧氏體不銹鋼的則是B類氧化物夾雜物。(3)隨著Mn/Ni增加,表面縫隙腐蝕現象加劇,腐蝕率增加;隨著Mn/Ni增加,縫隙腐蝕起始pHd增大,縫隙腐蝕更易發生,縫隙腐蝕擴展速率增加。(4)Cr–Ni系奧氏體不銹鋼在快速刮傷后流過劃痕處的電流密度峰值ipeak最低,生成鈍化膜的能力最強。Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼的ipeak峰值隨著Mn的增加而增加,再鈍化能力遞減。綜合考慮,Cr-Mn-Ni系奧氏體不銹鋼中的Mn含量應控制在8wt%以內。

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