双相不锈钢应力化学耦合作用下电化学行为研究
The Electrochemical Behavior of Duplex Stainless Steel Under the Coupled effect of Stress-ChemistryThe Electrochemical Behavior of Duplex Stainless Steel Under the Coupled effect of Stress-Chemistry双相不锈钢经过几十年的发展，因其具有高强度和优越的抗应力腐蚀性能，已经成为当下使用范围最广的不锈钢的材料之一。并逐步取代其他性能较差不锈钢材料。因为双相不锈钢超卓的性能，目前已被普遍的在各个领域中使用，本文主要简单叙述了双相不锈钢的开发历程和到目前为止研究双相不锈钢取得的成果。综述了双相不锈钢的分类、性能特点和耐腐蚀性能。本文首先测试了在0.5mol/l的硫酸溶液中不同固溶处理温度的2205双相不锈钢的极化曲线和阻抗；不同温度固溶处理的2205双相不锈钢在拉伸过程中阻抗，两种测量方式测量1100℃固溶处理的2205双相不锈钢在拉伸过程中的阻抗。结果表明，在0.5mol/l的硫酸溶液中，1050℃固溶处理的2205双相不锈钢应力腐蚀敏感性最小；在拉伸过程中，所有温度固溶处理的2205双相不锈钢的应力腐蚀性都变小，其中，1050℃固溶的2205双相不锈钢应力腐蚀敏感性最小；拉伸过程停止拉伸时应力对钝化膜的影响使其应力腐蚀敏感性减小。关键字：2205双相不锈钢；极化曲线；交流阻抗；慢应变速率拉伸试验目录
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.1.1双相不锈钢简介 1
1.1.2双相不锈钢的发展 1
1.1.3双相不锈钢的性能特点 2
1.1.4双相不锈钢的主要应用领域 3
1.1.5双相不锈钢的分类 4
1.1.6双相不锈钢的发展趋势 4
1.2金属的应力腐蚀 5
1.2.1双相不锈钢应力腐蚀产生条件 5
1.2.2应力腐蚀的影响因素 5
1.2.3元素对双相不锈钢应力腐蚀的影响 6
1.2.4应力腐蚀开裂特征 7
1.3本研究的目的、意义和研究内容 8
第二章实验材料及实验
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
分类 4
1.1.6双相不锈钢的发展趋势 4
1.2金属的应力腐蚀 5
1.2.1双相不锈钢应力腐蚀产生条件 5
1.2.2应力腐蚀的影响因素 5
1.2.3元素对双相不锈钢应力腐蚀的影响 6
1.2.4应力腐蚀开裂特征 7
1.3本研究的目的、意义和研究内容 8
第二章实验材料及实验方法 9
2.1试验试样、主要实验试剂、仪器及设备 9
2.2实验原理 9
2.2.1极化现象 9
2.2.2极化曲线 10
2.2.3交流阻抗 10
2.3实验步骤 13
2.3.1热处理 13
2.3.2电化学试验 13
第三章 结果与讨论 15
3.1极化曲线图 15
3.1.1H2SO4溶液中的极化曲线 15
3.1.1H2SO4溶液中的阻抗 16
3.2阻抗曲线图 19
3.2.1拉伸过程中测量阻抗 19
3.2.2拉伸过程中停止拉伸测量阻抗 24
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1前言
1.1.1双相不锈钢简介
到目前为止，还没有比较准确的叙述来说明何为双相不锈钢，简单的说，双相不锈钢是既含有铁素体相又含有奥氏体相的钢种，但无论是哪一相，其相比例不能低于30%。双相不锈钢是钢铁结构复合化的表率，因为双不锈钢中既含有奥氏体又含有铁素体，是以它不仅拥有奥氏体不锈钢的脆断倾向小的特性，还具有铁素体不锈钢的受外力不易变形和在氯化物腐蚀体系中应力腐蚀敏感性小特点。比拟铁素体不锈钢，双相不锈钢不容易发生断裂，韧脆转变温度较低，晶间腐蚀敏感性小，相比于奥氏体不锈钢，双相不锈钢强度高、塑形好，所以不易发生形变，屈服强度显著提高。除此之外，双相不锈钢还具有很高的耐孔蚀性。由于双相不锈钢具有很高的机械强度和优异耐腐蚀性能，已逐渐的被承认与接受。乃至已经取代了很多牌号的奥氏体不锈钢。尤其是近几十年来，伴随着化工工业的快速发展，越来越多的科研工作者开始研发新型具有更好性能的双相不锈钢和改善双相各种性能，双相不锈钢的使用也在逐年增加。
1.1.2双相不锈钢的发展
本世纪的二十年代，西方国家最先开始研究不锈钢，最先开发使用的是以铬、铁为主要元素的马氏体不锈钢。为了解决此种类型的不锈钢合金化程度低，杂质多，酸性环境中耐腐蚀性能差等缺点。二十世纪30年代，双相不锈钢的研究得到突破性进展。 1935年，法国成为世界上第一个开发出双相不锈钢的国家。至今为止，双相不锈钢已经进行了三次比较大进展。1935年1945年期间，镍资源十分缺乏，世界各地的很多钢铁厂都陆陆续续开展了对双相不锈钢的研制工作，从而形成了最早的一批双相不锈钢。几个典型的代表为453E,453S,Uranus50和3RE60(S31500)等。[1]40年代开发的第一代双相不锈钢含高铬、钼等元素，所以其耐腐蚀性能好，缺点是含碳量较高。因而应用上受到一定限制。经一定温度软化处理后，第一代双相不锈钢中含较多比例的铁素体，强度比普通奥氏体不锈钢更高。在含碳量方面，这类双相不锈钢与奥氏体钢含碳量大体相同，但在耐晶间腐蚀方法此类双相不锈钢明显要强于奥氏体不锈钢。50年代，有国家就已经发展了含稳定化元素钛的不锈钢。降低了碳含量，日本开发出了性能卓越新型不锈钢钢种，在作为焊接材料方法，此类双相不锈钢的焊接性优于当时正在使用的大部分奥氏体不锈钢。到了60年代中期，第一批性能良好的双相不锈钢杯研制出来，此钢种具有超低碳含量的显著特点，其中铬含量为18%，该双相不锈钢焊接好、强度高。可代替很多类型的奥氏体不锈钢，用作耐氯离子应力腐蚀材料。70年代，由于许多先进冶炼方法的出现与普及，很容易就可以冶炼出含碳量较低的不锈钢，之前关于双相不锈钢的研究主要集中在Cr元素对双相不锈钢的研究，直到研究表明氮元素的存在对奥氏体不锈钢的性能也有重要作用。氮的发现改善了之前使用的第一代双相不锈钢，在一定程度上使其耐腐蚀性能有所提高，在此基础上开发了第二代新型的含氮双相不锈钢，从此以后，双相不锈钢的优秀性能使其逐渐被认可，使用量也越来越大。双相不锈钢的应用不仅仅局限于作为结构材料，在更多的领域也能展现出不错品质。
随着第一代和第二代双相不锈钢性能的优化，很多国家都开始第三代双相不锈钢，其主要化学成分包括5~7%Ni、6~8%Mo、24~26%Cr、0.2~0.3%N。含有极少量的碳含高钼高氯是这类钢的特点，钢的铁素体含量40% ~ 50%，相比第一代和第二代双相不锈钢，双相不锈钢发展到第三代其耐腐蚀性能有了明显的提高。这种双相不锈钢具有良好的耐蚀性，并且耐点蚀当量值大于40。二十年前，韩国开发性能更为优越的双相不锈钢，这类双相不锈钢高温氧化能力低，抗腐蚀性能好，热塑性以及冲击性能优越。
1975年左右，中国的北京钢铁研究总院开始了双相不锈钢的发展，并成功研制了许多性能良好的双相不锈钢，其中一些已被纳入国家标准。此外，根据对国外双相不锈钢的性能研究和分析，其他一些具有良好性能的双相不锈钢也被开发出来。经过多年的发展，双相不锈钢已经形成一个较为完善的体系。它们在加工制造、化学成分设计以及性能等方面都有了比较完善的措施。
1.1.3双相不锈钢的性能特点
双相不锈钢组织中主要含有两相组织，奥氏体相和铁素体相。双相不锈钢中各元素的种类和含量对双相不锈钢的性能有很大的影响，不同的热处理工艺同样能使双
第一章 绪论 1
1.1前言 1
1.1.1双相不锈钢简介 1
1.1.2双相不锈钢的发展 1
1.1.3双相不锈钢的性能特点 2
1.1.4双相不锈钢的主要应用领域 3
1.1.5双相不锈钢的分类 4
1.1.6双相不锈钢的发展趋势 4
1.2金属的应力腐蚀 5
1.2.1双相不锈钢应力腐蚀产生条件 5
1.2.2应力腐蚀的影响因素 5
1.2.3元素对双相不锈钢应力腐蚀的影响 6
1.2.4应力腐蚀开裂特征 7
1.3本研究的目的、意义和研究内容 8
第二章实验材料及实验
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
分类 4
1.1.6双相不锈钢的发展趋势 4
1.2金属的应力腐蚀 5
1.2.1双相不锈钢应力腐蚀产生条件 5
1.2.2应力腐蚀的影响因素 5
1.2.3元素对双相不锈钢应力腐蚀的影响 6
1.2.4应力腐蚀开裂特征 7
1.3本研究的目的、意义和研究内容 8
第二章实验材料及实验方法 9
2.1试验试样、主要实验试剂、仪器及设备 9
2.2实验原理 9
2.2.1极化现象 9
2.2.2极化曲线 10
2.2.3交流阻抗 10
2.3实验步骤 13
2.3.1热处理 13
2.3.2电化学试验 13
第三章 结果与讨论 15
3.1极化曲线图 15
3.1.1H2SO4溶液中的极化曲线 15
3.1.1H2SO4溶液中的阻抗 16
3.2阻抗曲线图 19
3.2.1拉伸过程中测量阻抗 19
3.2.2拉伸过程中停止拉伸测量阻抗 24
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
1.1前言
1.1.1双相不锈钢简介
到目前为止，还没有比较准确的叙述来说明何为双相不锈钢，简单的说，双相不锈钢是既含有铁素体相又含有奥氏体相的钢种，但无论是哪一相，其相比例不能低于30%。双相不锈钢是钢铁结构复合化的表率，因为双不锈钢中既含有奥氏体又含有铁素体，是以它不仅拥有奥氏体不锈钢的脆断倾向小的特性，还具有铁素体不锈钢的受外力不易变形和在氯化物腐蚀体系中应力腐蚀敏感性小特点。比拟铁素体不锈钢，双相不锈钢不容易发生断裂，韧脆转变温度较低，晶间腐蚀敏感性小，相比于奥氏体不锈钢，双相不锈钢强度高、塑形好，所以不易发生形变，屈服强度显著提高。除此之外，双相不锈钢还具有很高的耐孔蚀性。由于双相不锈钢具有很高的机械强度和优异耐腐蚀性能，已逐渐的被承认与接受。乃至已经取代了很多牌号的奥氏体不锈钢。尤其是近几十年来，伴随着化工工业的快速发展，越来越多的科研工作者开始研发新型具有更好性能的双相不锈钢和改善双相各种性能，双相不锈钢的使用也在逐年增加。
1.1.2双相不锈钢的发展
本世纪的二十年代，西方国家最先开始研究不锈钢，最先开发使用的是以铬、铁为主要元素的马氏体不锈钢。为了解决此种类型的不锈钢合金化程度低，杂质多，酸性环境中耐腐蚀性能差等缺点。二十世纪30年代，双相不锈钢的研究得到突破性进展。 1935年，法国成为世界上第一个开发出双相不锈钢的国家。至今为止，双相不锈钢已经进行了三次比较大进展。1935年1945年期间，镍资源十分缺乏，世界各地的很多钢铁厂都陆陆续续开展了对双相不锈钢的研制工作，从而形成了最早的一批双相不锈钢。几个典型的代表为453E,453S,Uranus50和3RE60(S31500)等。[1]40年代开发的第一代双相不锈钢含高铬、钼等元素，所以其耐腐蚀性能好，缺点是含碳量较高。因而应用上受到一定限制。经一定温度软化处理后，第一代双相不锈钢中含较多比例的铁素体，强度比普通奥氏体不锈钢更高。在含碳量方面，这类双相不锈钢与奥氏体钢含碳量大体相同，但在耐晶间腐蚀方法此类双相不锈钢明显要强于奥氏体不锈钢。50年代，有国家就已经发展了含稳定化元素钛的不锈钢。降低了碳含量，日本开发出了性能卓越新型不锈钢钢种，在作为焊接材料方法，此类双相不锈钢的焊接性优于当时正在使用的大部分奥氏体不锈钢。到了60年代中期，第一批性能良好的双相不锈钢杯研制出来，此钢种具有超低碳含量的显著特点，其中铬含量为18%，该双相不锈钢焊接好、强度高。可代替很多类型的奥氏体不锈钢，用作耐氯离子应力腐蚀材料。70年代，由于许多先进冶炼方法的出现与普及，很容易就可以冶炼出含碳量较低的不锈钢，之前关于双相不锈钢的研究主要集中在Cr元素对双相不锈钢的研究，直到研究表明氮元素的存在对奥氏体不锈钢的性能也有重要作用。氮的发现改善了之前使用的第一代双相不锈钢，在一定程度上使其耐腐蚀性能有所提高，在此基础上开发了第二代新型的含氮双相不锈钢，从此以后，双相不锈钢的优秀性能使其逐渐被认可，使用量也越来越大。双相不锈钢的应用不仅仅局限于作为结构材料，在更多的领域也能展现出不错品质。
随着第一代和第二代双相不锈钢性能的优化，很多国家都开始第三代双相不锈钢，其主要化学成分包括5~7%Ni、6~8%Mo、24~26%Cr、0.2~0.3%N。含有极少量的碳含高钼高氯是这类钢的特点，钢的铁素体含量40% ~ 50%，相比第一代和第二代双相不锈钢，双相不锈钢发展到第三代其耐腐蚀性能有了明显的提高。这种双相不锈钢具有良好的耐蚀性，并且耐点蚀当量值大于40。二十年前，韩国开发性能更为优越的双相不锈钢，这类双相不锈钢高温氧化能力低，抗腐蚀性能好，热塑性以及冲击性能优越。
1975年左右，中国的北京钢铁研究总院开始了双相不锈钢的发展，并成功研制了许多性能良好的双相不锈钢，其中一些已被纳入国家标准。此外，根据对国外双相不锈钢的性能研究和分析，其他一些具有良好性能的双相不锈钢也被开发出来。经过多年的发展，双相不锈钢已经形成一个较为完善的体系。它们在加工制造、化学成分设计以及性能等方面都有了比较完善的措施。
1.1.3双相不锈钢的性能特点
双相不锈钢组织中主要含有两相组织，奥氏体相和铁素体相。双相不锈钢中各元素的种类和含量对双相不锈钢的性能有很大的影响，不同的热处理工艺同样能使双
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/343.html
