浙江至德鋼業有限公司為了研究1Cr17Mn6Ni5N奧氏體香蕉視頻app連接:不銹鋼管的香蕉視頻app連接:晶間腐蝕行為，通過光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XＲD)和晶間腐蝕試驗研究了其在不同敏化溫度和冷卻方式下，晶間碳化物的析出和耐晶間腐蝕性能的變化。結果表明:1Cr17Mn6Ni5N奧氏體不銹鋼管在敏化溫度區間內加熱時，晶界碳化物隨加熱溫度的上升而增加，加熱溫度為850℃左右時晶界析出碳化物最多，主要為Cr23C6和Cr7C3;在敏化溫度區間內相同加熱溫度時，水冷可顯著減少其晶界碳化物的析出;1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管對晶間腐蝕不敏感。


 晶間腐蝕是香蕉視頻app連接:奧氏體不銹鋼應用中常見的一種局部腐蝕，產生的根本原因是熱處理、焊接或其他受熱過程中的熱循環使其晶界析出碳化物，晶界附近的鉻含量減小至小于12%而形成了“貧鉻區”，腐蝕介質的作用貧鉻區便產生晶間腐蝕。常用的202，香蕉視頻app連接:304不銹鋼一般在650℃左右對晶間腐蝕最為敏感，且主要晶間析出物為Cr23C6。然而，由于各種不銹鋼化學成分的差異，其晶間腐蝕敏化溫度和晶間碳化物的析出會發生變化，因而呈現出的最敏感溫度范圍也不同。


 本工作通(tong)過分(fen)析(xi)不(bu)同溫度(du)下1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管的碳(tan)化物析(xi)出(chu)和晶間腐(fu)蝕，研究了不(bu)同熱循環對其碳(tan)化物析(xi)出(chu)的影響(xiang)規律(lv)，并對影響(xiang)因素進行了分(fen)析(xi)，以(yi)期為1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管的應用提供借(jie)鑒。


一(yi)、試驗


 以(yi)熱(re)軋退火酸(suan)洗(xi)后的(de)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管為基材，其(qi)顯微(wei)結構為單相奧氏體組(zu)織，主要化學成分(fen)見表。將(jiang)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管分(fen)別加(jia)熱(re)至450，650，850℃，保溫10分(fen)鐘，分(fen)別采用(yong)水(shui)冷和空冷方(fang)式冷卻到室溫。依據GB/T4334－2008《金(jin)屬和合金(jin)的(de)腐蝕———不銹鋼(gang)晶(jing)間腐蝕試驗(yan)方(fang)法(fa)》(E方(fang)法(fa)急性試驗(yan))，將(jiang)其(qi)線切割成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用(yong)60，120號SiC金(jin)相砂(sha)紙逐級打(da)磨表面(mian)，并用(yong)無水(shui)乙醇清(qing)洗(xi)。


 將100g符合GB/T665的硫酸銅(tong)分析純溶(rong)于700mL蒸餾(liu)水(shui)中;加入(ru)100mL符合GB/T625的純硫酸，用蒸餾(liu)水(shui)稀(xi)釋至1000mL，配制成硫酸-硫酸銅(tong)溶(rong)液(ye)(ye)。在(zai)帶(dai)磨口的錐(zhui)形(xing)瓶底鋪上(shang)一層純度不小(xiao)于99.5%(質量分數)的銅(tong)屑(xie)，放(fang)入(ru)試(shi)樣;倒入(ru)硫酸-硫酸銅(tong)溶(rong)液(ye)(ye)，使試(shi)樣處(chu)于全浸泡狀態，裝(zhuang)上(shang)回流冷(leng)凝器，接(jie)通冷(leng)卻水(shui)，將溶(rong)液(ye)(ye)加熱至微沸，保持16小(xiao)時后取出。


 用(yong)蒸(zheng)餾水沖洗掉表面腐(fu)蝕(shi)介(jie)質并用(yong)毛刷和10%鹽酸清(qing)除腐(fu)蝕(shi)產物，用(yong)無水乙醇脫水并烘干(gan)，用(yong)電(dian)子天(tian)平(ping)(ping)稱重，計算其平(ping)(ping)均腐(fu)蝕(shi)速率:


v = m1-m2A·t


   式中 v———平均腐蝕速率，g/(mm2·h)


 m1，m2———試樣腐蝕前后的質量，g


         A———試樣工作表面積，mm2


          t———試驗周期，h


 采用(yong)ZWICKZ1200型萬能(neng)材料試(shi)(shi)驗機進行(xing)彎曲試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣(yang)彎曲角度為180°;用(yong)10倍(bei)放(fang)大鏡檢(jian)查彎頭(tou)處(chu)是否有因(yin)晶(jing)間(jian)腐蝕而產(chan)生的裂(lie)紋，以確定1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)鋼管晶(jing)間(jian)腐蝕的敏(min)感(gan)性。


 晶間腐蝕后截取金相試樣，用200mL HCl+5g FeCl3+100mL H2O 溶液浸蝕后，采用Leica金相顯微鏡觀察其顯微組織。以晶間腐蝕后的試樣為陽極，鉑電極為陰極，在35%(質量分數)HClO4的酒精溶液中電解30分鐘，收集、過濾容器底部的沉積物，通過TD-3700X射線衍射儀分析其析出物的物相。



二、結(jie)果與討論


1. 顯微組織(zhi)


  圖(tu)(tu)為(wei)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管不同加(jia)(jia)(jia)熱溫度空冷、水冷后(hou)晶(jing)(jing)間腐蝕的(de)(de)顯微(wei)組織。由圖(tu)(tu)可以看出(chu):試(shi)樣(yang)晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物隨(sui)加(jia)(jia)(jia)熱溫度的(de)(de)上升而增加(jia)(jia)(jia)，加(jia)(jia)(jia)熱溫度為(wei)850℃時，晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物最(zui)多;水冷條件(jian)下試(shi)樣(yang)的(de)(de)晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物少(shao)于空冷試(shi)樣(yang)。


2. 晶間腐蝕速率


  圖為(wei)3種(zhong)(zhong)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)、2種(zhong)(zhong)冷卻方式時試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)。由圖可(ke)以看出: 2種(zhong)(zhong)冷卻方式試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)變化趨勢相同，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)隨(sui)著加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)上升而(er)(er)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)850℃時腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)最大;空冷試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)大于水冷試(shi)(shi)樣(yang)，加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)由650℃增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)到850℃時，試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)幅度(du)明顯大于加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)由450℃到650℃時的(de)(de)(de)幅度(du)。由此可(ke)知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性隨(sui)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升高而(er)(er)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)。


3. 析出物的物相


  圖為3種加熱溫度空冷、水冷后試樣的晶間析出物的XRD分析結果。由圖可以看出，試樣晶間析出物主要為Cr23C6和Cr7C3。


  圖為3種(zhong)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)空(kong)冷、水(shui)冷后(hou)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)析(xi)出(chu)物(wu)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)。由(you)(you)圖可以看出(chu):空(kong)冷試(shi)樣(yang)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)析(xi)出(chu)物(wu)的(de)(de)(de)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強度(du)(du)(du)大于(yu)(yu)水(shui)冷試(shi)樣(yang)，2種(zhong)冷卻方式的(de)(de)(de)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強度(du)(du)(du)變化趨勢相同(tong);峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強度(du)(du)(du)隨(sui)著加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)上升而增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，850℃時峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強度(du)(du)(du)最(zui)大;加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)由(you)(you)650℃增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)到(dao)(dao)850℃時，峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)幅(fu)度(du)(du)(du)明顯大于(yu)(yu)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)由(you)(you)450℃增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)到(dao)(dao)650℃時的(de)(de)(de)幅(fu)度(du)(du)(du)。由(you)(you)此可知(zhi)，16Cr奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)析(xi)出(chu)物(wu)在(zai)加(jia)(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)為850℃時顯著增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)，這與(yu)試(shi)樣(yang)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)速率的(de)(de)(de)變化趨勢相同(tong)。


  通常，鋼中含碳量降至0.03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求，鋼中加入鈦，鈮等元素能形成穩定碳化物(TiC或NbC)，也可防止其晶間腐蝕。鋼中含有的某些合金元素也會促進碳化物的析出，如硅元素，即使在鋼中碳含量很低的情況下，它的偏析也會促使碳化物在較短的時間內析出，從而造成晶間腐蝕。因為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管中碳含量為0.068%，硅含量為0.450%，且不含鈦和鈮等強碳化物形成元素，故在加熱保溫過程中出現了碳化物的析出。在不含鈦，鈮等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中Cr23C6為主要碳化物，而在1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管中則因碳含量較高而出現了Cr7C3。


  加熱(re)溫度、保(bao)溫時(shi)間(jian)及冷(leng)(leng)卻方式主要(yao)通過(guo)影響(xiang)碳(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)而(er)影響(xiang)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析出(chu)(chu)。室(shi)溫下碳(tan)(tan)在奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)溶解(jie)度約為0.006%，600℃時(shi)溶解(jie)度約為0.030%，1000℃時(shi)約為0.180%，隨(sui)著加熱(re)溫度的(de)(de)增加，碳(tan)(tan)在奧(ao)氏(shi)體中(zhong)的(de)(de)溶解(jie)度增加。在隨(sui)后的(de)(de)冷(leng)(leng)卻過(guo)程中(zhong)，溶解(jie)在奧(ao)氏(shi)體中(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)會隨(sui)著溫度的(de)(de)降低而(er)析出(chu)(chu)，在敏化(hua)(hua)(hua)溫度區間(jian)停留(liu)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang)，碳(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)擴(kuo)散(san)(san)越(yue)充分(fen)，晶(jing)(jing)界處鉻便會與碳(tan)(tan)結合(he)形成碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)。冷(leng)(leng)卻速(su)度可以通過(guo)影響(xiang)碳(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)擴(kuo)散(san)(san)而(er)影響(xiang)晶(jing)(jing)界碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析出(chu)(chu)，冷(leng)(leng)卻速(su)度越(yue)快，碳(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)在敏化(hua)(hua)(hua)溫度區間(jian)擴(kuo)散(san)(san)越(yue)不(bu)(bu)充分(fen)，晶(jing)(jing)間(jian)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)析出(chu)(chu)就越(yue)少。因此，在1Cr17Mn6Ni5N不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管敏化(hua)(hua)(hua)溫度(400～900℃)內，加熱(re)溫度越(yue)高、冷(leng)(leng)卻速(su)度越(yue)慢，碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析出(chu)(chu)越(yue)多(duo)，水冷(leng)(leng)試(shi)樣的(de)(de)晶(jing)(jing)界析出(chu)(chu)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)遠(yuan)少于(yu)空冷(leng)(leng)。


4. 晶間腐蝕的敏感性


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管彎曲(qu)后雖然晶(jing)界存在(zai)黑色析(xi)出(chu)物，但(dan)表面均未產生晶(jing)間腐蝕裂紋(wen)，因而對晶(jing)間腐蝕不敏感。



三、結論(lun)


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管在敏化溫度區間加熱時，晶界碳化物隨加熱溫度上升而增加，加熱溫度850℃左右時晶界析出碳化物最多，主要為Cr23C6和Cr7C3。在敏化溫度區間加熱至相同溫度時，水冷可顯著減少晶界碳化物析出。1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管對晶間腐蝕不敏感。