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。


 本工作通過分析(xi)(xi)不(bu)同溫度下1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管(guan)的碳(tan)(tan)化物(wu)析(xi)(xi)出和晶間腐蝕，研(yan)究了不(bu)同熱循(xun)環對其(qi)碳(tan)(tan)化物(wu)析(xi)(xi)出的影(ying)響(xiang)規律，并對影(ying)響(xiang)因素進行了分析(xi)(xi)，以(yi)期為1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管(guan)的應用(yong)提供借(jie)鑒。


一、試驗


 以熱軋退火酸洗(xi)(xi)后的1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管(guan)為(wei)基材，其顯微結構為(wei)單相奧氏體組織，主要化學成分(fen)見表。將1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管(guan)分(fen)別加熱至450，650，850℃，保溫10分(fen)鐘(zhong)，分(fen)別采用(yong)水(shui)冷(leng)和空冷(leng)方(fang)式冷(leng)卻到(dao)室(shi)溫。依(yi)據GB/T4334－2008《金屬和合金的腐蝕———不銹鋼(gang)晶(jing)間腐蝕試驗方(fang)法》(E方(fang)法急(ji)性試驗)，將其線切(qie)割成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用(yong)60，120號SiC金相砂紙逐級打磨(mo)表面，并(bing)用(yong)無(wu)水(shui)乙醇清洗(xi)(xi)。


 將(jiang)100g符(fu)合(he)GB/T665的硫(liu)酸(suan)銅分析純(chun)(chun)溶于(yu)700mL蒸餾水(shui)中;加入(ru)100mL符(fu)合(he)GB/T625的純(chun)(chun)硫(liu)酸(suan)，用蒸餾水(shui)稀釋至(zhi)1000mL，配制(zhi)成硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅溶液。在帶磨口的錐形瓶底鋪上一層純(chun)(chun)度不小于(yu)99.5%(質量分數)的銅屑(xie)，放入(ru)試(shi)樣(yang);倒入(ru)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅溶液，使試(shi)樣(yang)處于(yu)全浸泡狀態，裝上回(hui)流冷凝器(qi)，接通冷卻水(shui)，將(jiang)溶液加熱至(zhi)微沸，保持16小時后取出。


 用(yong)(yong)(yong)蒸餾水(shui)沖洗掉(diao)表(biao)面腐蝕介(jie)質并(bing)用(yong)(yong)(yong)毛(mao)刷和(he)10%鹽(yan)酸清(qing)除腐蝕產物，用(yong)(yong)(yong)無水(shui)乙醇脫水(shui)并(bing)烘(hong)干，用(yong)(yong)(yong)電子天平(ping)稱重，計算其平(ping)均腐蝕速率:


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ZWICKZ1200型萬能材料試(shi)(shi)驗機進行彎曲試(shi)(shi)驗，試(shi)(shi)樣彎曲角度為180°;用10倍放大(da)鏡檢查彎頭(tou)處是否(fou)有因(yin)晶間腐蝕(shi)而產(chan)生的裂紋(wen)，以確定1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管晶間腐蝕(shi)的敏(min)感性。


 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(er)、結果(guo)與(yu)討論


1. 顯微組織(zhi)


  圖(tu)為(wei)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼管不(bu)同加熱(re)溫度(du)空冷(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)后(hou)晶(jing)間腐蝕的顯微組織。由圖(tu)可以(yi)看(kan)出(chu):試樣晶(jing)界析(xi)出(chu)物(wu)隨加熱(re)溫度(du)的上升而(er)增(zeng)加，加熱(re)溫度(du)為(wei)850℃時，晶(jing)界析(xi)出(chu)物(wu)最(zui)多(duo);水(shui)冷(leng)(leng)條(tiao)件下試樣的晶(jing)界析(xi)出(chu)物(wu)少(shao)于空冷(leng)(leng)試樣。


2. 晶(jing)間腐(fu)蝕速率(lv)


  圖為(wei)3種(zhong)(zhong)加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)、2種(zhong)(zhong)冷(leng)卻(que)方式時(shi)(shi)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)速率。由(you)(you)圖可(ke)以看(kan)出(chu): 2種(zhong)(zhong)冷(leng)卻(que)方式試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速率變化(hua)趨(qu)勢相同(tong)，腐蝕(shi)(shi)速率隨著(zhu)加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)上升而增(zeng)加，加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)為(wei)850℃時(shi)(shi)腐蝕(shi)(shi)速率最大;空冷(leng)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速率大于水(shui)冷(leng)試樣(yang)(yang)，加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)由(you)(you)650℃增(zeng)加到850℃時(shi)(shi)，試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速率增(zeng)加幅(fu)度(du)(du)明顯(xian)大于加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)由(you)(you)450℃到650℃時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)幅(fu)度(du)(du)。由(you)(you)此可(ke)知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)敏感性隨加熱溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高而增(zeng)加。


3. 析出(chu)物(wu)的物(wu)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(tu)為3種(zhong)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度空(kong)冷(leng)、水冷(leng)后試(shi)樣(yang)(yang)的(de)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)(xi)出(chu)物峰值(zhi)(zhi)的(de)強(qiang)度。由(you)圖(tu)可以看出(chu):空(kong)冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)(xi)出(chu)物的(de)峰值(zhi)(zhi)強(qiang)度大(da)(da)于水冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)，2種(zhong)冷(leng)卻方(fang)式的(de)峰值(zhi)(zhi)強(qiang)度變化(hua)趨勢相同;峰值(zhi)(zhi)強(qiang)度隨(sui)著加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度的(de)上(shang)升而(er)增加(jia)(jia)，850℃時(shi)峰值(zhi)(zhi)強(qiang)度最大(da)(da);加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度由(you)650℃增加(jia)(jia)到850℃時(shi)，峰值(zhi)(zhi)強(qiang)度的(de)增加(jia)(jia)幅(fu)度明顯大(da)(da)于加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度由(you)450℃增加(jia)(jia)到650℃時(shi)的(de)幅(fu)度。由(you)此可知，16Cr奧氏體不銹鋼的(de)晶間(jian)(jian)析(xi)(xi)(xi)出(chu)物在加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度為850℃時(shi)顯著增加(jia)(jia)，這與試(shi)樣(yang)(yang)晶間(jian)(jian)腐蝕速(su)率的(de)變化(hua)趨勢相同。


  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(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)、保(bao)溫(wen)時(shi)間(jian)及冷(leng)(leng)卻(que)方式主要通過(guo)影(ying)(ying)響(xiang)碳(tan)原(yuan)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)擴散而影(ying)(ying)響(xiang)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)。室溫(wen)下碳(tan)在(zai)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度(du)約為(wei)0.006%，600℃時(shi)溶(rong)解(jie)度(du)約為(wei)0.030%，1000℃時(shi)約為(wei)0.180%，隨(sui)著加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)，碳(tan)在(zai)奧氏體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度(du)增(zeng)加(jia)(jia)。在(zai)隨(sui)后的(de)(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)，溶(rong)解(jie)在(zai)奧氏體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)會隨(sui)著溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)降低而析(xi)出(chu)(chu)，在(zai)敏化(hua)溫(wen)度(du)區間(jian)停留時(shi)間(jian)越(yue)(yue)長，碳(tan)原(yuan)子(zi)(zi)擴散越(yue)(yue)充分(fen)，晶界(jie)(jie)處(chu)鉻(ge)便會與碳(tan)結合形成碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)。冷(leng)(leng)卻(que)速(su)(su)度(du)可以(yi)通過(guo)影(ying)(ying)響(xiang)碳(tan)原(yuan)子(zi)(zi)擴散而影(ying)(ying)響(xiang)晶界(jie)(jie)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)，冷(leng)(leng)卻(que)速(su)(su)度(du)越(yue)(yue)快，碳(tan)原(yuan)子(zi)(zi)在(zai)敏化(hua)溫(wen)度(du)區間(jian)擴散越(yue)(yue)不(bu)充分(fen)，晶間(jian)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)析(xi)出(chu)(chu)就越(yue)(yue)少。因此(ci)，在(zai)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管敏化(hua)溫(wen)度(du)(400～900℃)內，加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)越(yue)(yue)高、冷(leng)(leng)卻(que)速(su)(su)度(du)越(yue)(yue)慢，碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)越(yue)(yue)多，水(shui)冷(leng)(leng)試樣的(de)(de)(de)(de)晶界(jie)(jie)析(xi)出(chu)(chu)碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)遠少于空冷(leng)(leng)。


4. 晶間腐蝕(shi)的敏感性


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管彎曲后雖然晶(jing)(jing)界存在(zai)黑色析出(chu)物，但表面均未產(chan)生晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕裂紋，因而對(dui)晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕不敏(min)感。



三、結論


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。