双相不锈钢单一相腐蚀特性研究
摘 要摘 要双相不锈钢是由铁素体和奥氏体相共同组成的高性能合金钢。兼具铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，同时具有较好的耐蚀性能和强度硬度，2205双相不锈钢是使用最广泛的双相不锈钢。本文主要介绍双相不锈钢的性能发展，以及更详细的研究2205双相不锈钢单一相，即奥氏体相和铁素体相单一相的腐蚀特性，从而在实际生活中使双相不锈钢的性能发挥到最大，对合理使用2205双相不锈钢提供合理的参考，对2205双相不锈钢的认知更加彻底。本文首先通过对2205双相不锈钢进行固溶处理，然后在特定溶液体系中极化，使双相不锈钢表面露出单一相。通过树脂封填被腐蚀的一相后，将另一相保留在试样表面。再根据在氯化钠溶液和硫酸溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱，得出1000℃~1100℃热处理过后的双相不锈钢耐蚀性能最好。关键词：双相不锈钢 单一相 极化曲线 电化学阻抗谱 目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 双相不锈钢的介绍 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 双相不锈钢中的相 2
1.1.5 双相不锈钢的耐蚀性 3
1.1.6 双相不锈钢的分类 3
1.1.7 双相不锈钢的应用 4
1.2 2205双相不锈钢 4
1.2.1 2205双相不锈钢的介绍 4
1.2.2 2205双相不锈钢的性能特点 4
1.2.3 2205双相不锈钢的应用领域 5
1.2.4 2205双相不锈钢的优先腐蚀行为 5
1.3 本研究的研究现状、研究内容 6
1.3.1 研究现状 6
1.3.2 研究内容 6
第二章 实验材料及试验方法 7
2.1 实验材料与仪器 7
2.2 电化学实验原理与方法 7
2.2.1 实验原理 7
2.2.2 实验方法 9
2.3 实验内容 10
2.3.1 热处理 10
2.3.2 显微组织观察 10
2.3.3 电化学实验 10
第三章 结果与
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
第二章 实验材料及试验方法 7
2.1 实验材料与仪器 7
2.2 电化学实验原理与方法 7
2.2.1 实验原理 7
2.2.2 实验方法 9
2.3 实验内容 10
2.3.1 热处理 10
2.3.2 显微组织观察 10
2.3.3 电化学实验 10
第三章 结果与讨论 12
3.1 显微金相组织 12
3.1.1 EDS能谱分析 12
3.1.2 硝酸体系中极化后的金相组织 13
3.1.3 硫酸体系中极化后的金相组织 14
3.2 腐蚀电位的极化曲线图 16
3.2.1 2205双相不锈钢在硝酸体系中的极化曲线图 16
3.2.2 2205双相不锈钢在硫酸体系中的极化曲线图 17
3.2.3 单一相在3.5%NaCl溶液中的极化曲线 19
3.2.4 单一相在硫酸硫脲溶液中的极化曲线 22
3.3 阻抗曲线图与阻抗拟合 24
3.3.1 3.5%NaCl溶液中的阻抗曲线 25
3.3.2 硫酸溶液中的阻抗曲线 27
3.3.3 交流阻抗拟合结果 30
3.4 电偶腐蚀 31
结 论 32
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 双相不锈钢的介绍
双相不锈钢是指在其固溶组织由铁素体与奥氏体双相组成，而其中一相的比例约为45%~55%（量少相至少占30%）的不锈钢[1]。双相不锈钢相比于铁素体和奥氏体不锈钢，具有两种不锈钢的优点，通过调整两相的比例可以使其兼具奥氏体不锈钢所具有的优良的韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能。
随着化工工业的发展，近年来双相不锈钢应用越来越广泛，尤其在石油、造纸、化肥、天然气及食品设备等行业有很大的应用前景。在环保节能方面，以及双相不锈钢与铸钢、碳钢等复合化[2]和作为结构件应用的发展，使得经济型、超级型双相不锈钢的发展较常用的工业用钢趋势已日益明显。
1.1.2 双相不锈钢的发展
双相不锈钢的研究和开发源自上世纪30年代，国际上最初的专利是由法国在十九世纪30年代所获得，到今天为止已经经过了三代的开发和完善。第一阶段，双相钢用SAF2304作为典型代表，没有钼的低合金型的双相钢其主要成分是：23% Cr，4%Ni，0.1%N，此类钢种有一定的抗蚀能力，而它的PRE（耐点蚀当量）相对很低，并不可以在腐蚀情况如此严重的条件下使用;第二阶段，双相钢用SAF2205作为代表，主要是：22%Cr，5%Ni，0.17%N，PRE值较高，抗腐蚀能力比第一阶段高得多，基本能满足平时使用，因此，大多数情况下是最具有经济效益的双相钢；第三阶段，是在二十世纪八十年代研发出来的超级双相钢，它用SAF2507、Zeron100作为典型代表的一个成熟的钢类，其主要成分是：25% Cr，6~7% Ni，3~4% Mo，0.2~0.3% N，此类钢种的PRE值可以达到40，有很高的抗点蚀和抗氯化物的应力腐蚀的能力，大部分用在含有H2S或者Cl等特别苛刻的腐蚀环境里。
以上情况的介绍为超级双相不锈钢在国际领域的发展情况，而在国内超级双相不锈钢的发展早先在北京钢铁总院开始发展。开始于20世纪70年代中期即1970年左右，宝钢浦钢公司曾生产过2205的板材。我国主要研究含氮钢，并有了一定的成效。到现在为止已经有了5个钢类的系列牌号，可是唯有低铬的钢类加入了国标，大部分都是按企标生产。现在我们的双相钢的研究进度仅仅相当于其他国家的第二阶段的的技术高度，其中的氮的成分在0.2％以下。
1.1.3 双相不锈钢的性能特点
双相不锈钢具有两相组织，可以通过相应的热处理工艺来改变双相不锈钢中的化学成分，从而改变奥氏体与铁素体相应的比值，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢各自的优点。总的来说，双相不锈钢具有以下一些主要特点：
（1）在低应力的作用下，含铬量在18%~22%的双相不锈钢具有良好的耐中性氯化物腐蚀性能（2）含Mo的双相不锈钢有良好的耐点蚀性能，含N的双相不锈钢能改善双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。（3）相比于奥氏体不锈钢，双相不锈钢有较高的强度和韧性。（4）与奥氏体不锈钢相比，膨胀系数小，热导率大。（5）热加工温度比188型奥氏体不锈钢宽，变形抗力小。（6）具有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向。
1.1.4 双相不锈钢中的相
双相不锈钢在300℃1000℃热处理时，可能会因为热处理的方式不正确而析出很多二次相。
二次奥氏体相（γ2）：铁素体与奥氏体两相的含量会随着热处理温度的改变而相应的发生变化，铁素体的含量随着热处理温度的升高而相应增加，而奥氏体随之减少。当热处理温度超过1300℃时，
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 双相不锈钢的介绍 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 双相不锈钢中的相 2
1.1.5 双相不锈钢的耐蚀性 3
1.1.6 双相不锈钢的分类 3
1.1.7 双相不锈钢的应用 4
1.2 2205双相不锈钢 4
1.2.1 2205双相不锈钢的介绍 4
1.2.2 2205双相不锈钢的性能特点 4
1.2.3 2205双相不锈钢的应用领域 5
1.2.4 2205双相不锈钢的优先腐蚀行为 5
1.3 本研究的研究现状、研究内容 6
1.3.1 研究现状 6
1.3.2 研究内容 6
第二章 实验材料及试验方法 7
2.1 实验材料与仪器 7
2.2 电化学实验原理与方法 7
2.2.1 实验原理 7
2.2.2 实验方法 9
2.3 实验内容 10
2.3.1 热处理 10
2.3.2 显微组织观察 10
2.3.3 电化学实验 10
第三章 结果与
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
第二章 实验材料及试验方法 7
2.1 实验材料与仪器 7
2.2 电化学实验原理与方法 7
2.2.1 实验原理 7
2.2.2 实验方法 9
2.3 实验内容 10
2.3.1 热处理 10
2.3.2 显微组织观察 10
2.3.3 电化学实验 10
第三章 结果与讨论 12
3.1 显微金相组织 12
3.1.1 EDS能谱分析 12
3.1.2 硝酸体系中极化后的金相组织 13
3.1.3 硫酸体系中极化后的金相组织 14
3.2 腐蚀电位的极化曲线图 16
3.2.1 2205双相不锈钢在硝酸体系中的极化曲线图 16
3.2.2 2205双相不锈钢在硫酸体系中的极化曲线图 17
3.2.3 单一相在3.5%NaCl溶液中的极化曲线 19
3.2.4 单一相在硫酸硫脲溶液中的极化曲线 22
3.3 阻抗曲线图与阻抗拟合 24
3.3.1 3.5%NaCl溶液中的阻抗曲线 25
3.3.2 硫酸溶液中的阻抗曲线 27
3.3.3 交流阻抗拟合结果 30
3.4 电偶腐蚀 31
结 论 32
致谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 双相不锈钢的介绍
双相不锈钢是指在其固溶组织由铁素体与奥氏体双相组成，而其中一相的比例约为45%~55%（量少相至少占30%）的不锈钢[1]。双相不锈钢相比于铁素体和奥氏体不锈钢，具有两种不锈钢的优点，通过调整两相的比例可以使其兼具奥氏体不锈钢所具有的优良的韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能。
随着化工工业的发展，近年来双相不锈钢应用越来越广泛，尤其在石油、造纸、化肥、天然气及食品设备等行业有很大的应用前景。在环保节能方面，以及双相不锈钢与铸钢、碳钢等复合化[2]和作为结构件应用的发展，使得经济型、超级型双相不锈钢的发展较常用的工业用钢趋势已日益明显。
1.1.2 双相不锈钢的发展
双相不锈钢的研究和开发源自上世纪30年代，国际上最初的专利是由法国在十九世纪30年代所获得，到今天为止已经经过了三代的开发和完善。第一阶段，双相钢用SAF2304作为典型代表，没有钼的低合金型的双相钢其主要成分是：23% Cr，4%Ni，0.1%N，此类钢种有一定的抗蚀能力，而它的PRE（耐点蚀当量）相对很低，并不可以在腐蚀情况如此严重的条件下使用;第二阶段，双相钢用SAF2205作为代表，主要是：22%Cr，5%Ni，0.17%N，PRE值较高，抗腐蚀能力比第一阶段高得多，基本能满足平时使用，因此，大多数情况下是最具有经济效益的双相钢；第三阶段，是在二十世纪八十年代研发出来的超级双相钢，它用SAF2507、Zeron100作为典型代表的一个成熟的钢类，其主要成分是：25% Cr，6~7% Ni，3~4% Mo，0.2~0.3% N，此类钢种的PRE值可以达到40，有很高的抗点蚀和抗氯化物的应力腐蚀的能力，大部分用在含有H2S或者Cl等特别苛刻的腐蚀环境里。
以上情况的介绍为超级双相不锈钢在国际领域的发展情况，而在国内超级双相不锈钢的发展早先在北京钢铁总院开始发展。开始于20世纪70年代中期即1970年左右，宝钢浦钢公司曾生产过2205的板材。我国主要研究含氮钢，并有了一定的成效。到现在为止已经有了5个钢类的系列牌号，可是唯有低铬的钢类加入了国标，大部分都是按企标生产。现在我们的双相钢的研究进度仅仅相当于其他国家的第二阶段的的技术高度，其中的氮的成分在0.2％以下。
1.1.3 双相不锈钢的性能特点
双相不锈钢具有两相组织，可以通过相应的热处理工艺来改变双相不锈钢中的化学成分，从而改变奥氏体与铁素体相应的比值，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢各自的优点。总的来说，双相不锈钢具有以下一些主要特点：
（1）在低应力的作用下，含铬量在18%~22%的双相不锈钢具有良好的耐中性氯化物腐蚀性能（2）含Mo的双相不锈钢有良好的耐点蚀性能，含N的双相不锈钢能改善双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。（3）相比于奥氏体不锈钢，双相不锈钢有较高的强度和韧性。（4）与奥氏体不锈钢相比，膨胀系数小，热导率大。（5）热加工温度比188型奥氏体不锈钢宽，变形抗力小。（6）具有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向。
1.1.4 双相不锈钢中的相
双相不锈钢在300℃1000℃热处理时，可能会因为热处理的方式不正确而析出很多二次相。
二次奥氏体相（γ2）：铁素体与奥氏体两相的含量会随着热处理温度的改变而相应的发生变化，铁素体的含量随着热处理温度的升高而相应增加，而奥氏体随之减少。当热处理温度超过1300℃时，
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/344.html
