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(gong)作通過分析(xi)不同溫度下1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)碳化物析(xi)出(chu)和晶間腐蝕，研究了(le)不同熱循(xun)環(huan)對其碳化物析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)規律，并對影響(xiang)(xiang)因(yin)素(su)進行了(le)分析(xi)，以期為1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管(guan)的(de)(de)(de)應用提供借鑒。


一、試驗


 以(yi)熱(re)軋退火酸(suan)洗(xi)(xi)后的(de)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼(gang)管為(wei)基材，其顯微結構為(wei)單相奧(ao)氏體組織，主要化學成(cheng)(cheng)分見表(biao)。將(jiang)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹鋼(gang)管分別加熱(re)至450，650，850℃，保(bao)溫(wen)10分鐘，分別采用水冷和(he)(he)空冷方(fang)(fang)式冷卻到室溫(wen)。依據(ju)GB/T4334－2008《金屬(shu)和(he)(he)合金的(de)腐蝕———不(bu)銹鋼(gang)晶間腐蝕試驗方(fang)(fang)法(fa)》(E方(fang)(fang)法(fa)急(ji)性試驗)，將(jiang)其線(xian)切(qie)割成(cheng)(cheng) 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用60，120號(hao)SiC金相砂紙逐級打磨(mo)表(biao)面，并用無(wu)水乙醇清洗(xi)(xi)。


 將100g符合(he)GB/T665的(de)硫酸(suan)銅分(fen)析(xi)純(chun)溶(rong)(rong)于700mL蒸(zheng)餾(liu)水(shui)中;加入100mL符合(he)GB/T625的(de)純(chun)硫酸(suan)，用蒸(zheng)餾(liu)水(shui)稀釋至1000mL，配(pei)制(zhi)成硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶(rong)(rong)液。在帶磨口的(de)錐形(xing)瓶底鋪上(shang)一層純(chun)度不小于99.5%(質(zhi)量分(fen)數)的(de)銅屑，放入試樣(yang)(yang);倒入硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶(rong)(rong)液，使試樣(yang)(yang)處于全浸泡狀態，裝上(shang)回流冷凝器(qi)，接通(tong)冷卻水(shui)，將溶(rong)(rong)液加熱至微(wei)沸，保持16小時后取出。


 用蒸餾水(shui)沖(chong)洗掉表面腐蝕(shi)介(jie)質并用毛刷和(he)10%鹽酸清(qing)除腐蝕(shi)產(chan)物，用無水(shui)乙醇脫水(shui)并烘干(gan)，用電子天平稱重(zhong)，計算其平均(jun)腐蝕(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(zhou)期，h


 采(cai)用(yong)ZWICKZ1200型萬能材(cai)料試(shi)驗機進行(xing)彎(wan)(wan)曲試(shi)驗，試(shi)樣彎(wan)(wan)曲角度(du)為180°;用(yong)10倍放大(da)鏡檢查(cha)彎(wan)(wan)頭處是否(fou)有因晶間腐蝕(shi)而產(chan)生的裂紋，以確定1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管晶間腐蝕(shi)的敏感(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、結果與討論


1. 顯微組織


  圖(tu)(tu)為(wei)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管不同加(jia)熱溫(wen)度空冷、水(shui)冷后晶(jing)(jing)間腐蝕的顯微(wei)組織。由圖(tu)(tu)可以看(kan)出(chu):試樣晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物隨加(jia)熱溫(wen)度的上升而增加(jia)，加(jia)熱溫(wen)度為(wei)850℃時，晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物最多;水(shui)冷條件下試樣的晶(jing)(jing)界析(xi)出(chu)物少于空冷試樣。


2. 晶間(jian)腐蝕速率


  圖(tu)為3種加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)、2種冷(leng)卻(que)方式時(shi)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)。由(you)圖(tu)可以(yi)看出(chu): 2種冷(leng)卻(que)方式試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)變化趨勢相同，腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)隨著加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)上升而(er)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)為850℃時(shi)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)最(zui)大;空(kong)冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)大于水冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)由(you)650℃增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到850℃時(shi)，試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)(su)率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)幅(fu)度(du)明(ming)顯大于加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)由(you)450℃到650℃時(shi)的(de)幅(fu)度(du)。由(you)此可知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管的(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕敏感性隨加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)升高而(er)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。


3. 析出(chu)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(tu)為3種(zhong)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)空(kong)冷(leng)(leng)、水(shui)(shui)冷(leng)(leng)后試樣(yang)的(de)(de)晶(jing)間(jian)析(xi)出物峰值(zhi)(zhi)的(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。由圖(tu)可以看出:空(kong)冷(leng)(leng)試樣(yang)晶(jing)間(jian)析(xi)出物的(de)(de)峰值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)大(da)于水(shui)(shui)冷(leng)(leng)試樣(yang)，2種(zhong)冷(leng)(leng)卻(que)方(fang)式(shi)的(de)(de)峰值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)變(bian)化趨(qu)勢相同;峰值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)隨著加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)上升而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，850℃時峰值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)最大(da);加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)由650℃增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)850℃時，峰值(zhi)(zhi)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)幅度(du)明顯大(da)于加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)由450℃增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)650℃時的(de)(de)幅度(du)。由此可知(zhi)，16Cr奧氏體不銹鋼的(de)(de)晶(jing)間(jian)析(xi)出物在加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)(wen)度(du)為850℃時顯著增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)，這(zhe)與試樣(yang)晶(jing)間(jian)腐蝕速率的(de)(de)變(bian)化趨(qu)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)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度、保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間(jian)及冷(leng)(leng)(leng)卻方式主要通過(guo)影響(xiang)(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)散而(er)影響(xiang)(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析出(chu)。室溫(wen)(wen)(wen)下碳(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)溶解(jie)度約為(wei)0.006%，600℃時(shi)溶解(jie)度約為(wei)0.030%，1000℃時(shi)約為(wei)0.180%，隨(sui)著(zhu)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)(de)增加(jia)，碳(tan)(tan)(tan)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)溶解(jie)度增加(jia)。在(zai)隨(sui)后(hou)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)卻過(guo)程中(zhong)，溶解(jie)在(zai)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)會隨(sui)著(zhu)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)(de)降低而(er)析出(chu)，在(zai)敏化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度區間(jian)停(ting)留時(shi)間(jian)越長，碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)擴(kuo)(kuo)散越充(chong)(chong)分(fen)，晶界處(chu)鉻(ge)便會與碳(tan)(tan)(tan)結合(he)形(xing)成碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物。冷(leng)(leng)(leng)卻速(su)度可以通過(guo)影響(xiang)(xiang)(xiang)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)擴(kuo)(kuo)散而(er)影響(xiang)(xiang)(xiang)晶界碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析出(chu)，冷(leng)(leng)(leng)卻速(su)度越快(kuai)，碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)在(zai)敏化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度區間(jian)擴(kuo)(kuo)散越不(bu)充(chong)(chong)分(fen)，晶間(jian)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物析出(chu)就越少。因此，在(zai)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管敏化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(400～900℃)內，加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)度越高、冷(leng)(leng)(leng)卻速(su)度越慢，碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)析出(chu)越多，水冷(leng)(leng)(leng)試樣(yang)的(de)(de)(de)晶界析出(chu)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物遠少于空(kong)冷(leng)(leng)(leng)。


4. 晶間(jian)腐蝕的敏(min)感性(xing)


1Cr17Mn6Ni5N不銹(xiu)鋼(gang)管彎曲后雖然晶(jing)界存在黑色析出(chu)物，但表面均未產生(sheng)晶(jing)間(jian)腐蝕裂紋，因而對(dui)晶(jing)間(jian)腐蝕不敏感。



三(san)、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。