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。


 本工作通過分析不(bu)同溫度(du)下(xia)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的(de)碳(tan)化(hua)物析出(chu)和晶間(jian)腐蝕，研究了(le)不(bu)同熱(re)循環對其碳(tan)化(hua)物析出(chu)的(de)影(ying)響規律(lv)，并對影(ying)響因素進行了(le)分析，以期(qi)為(wei)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)的(de)應用提供(gong)借鑒。


一、試驗


 以熱(re)(re)軋退(tui)火(huo)酸(suan)洗后的(de)1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管為(wei)基(ji)材，其(qi)顯微(wei)結構為(wei)單相(xiang)奧氏(shi)體組(zu)織，主要(yao)化學成分(fen)(fen)見表。將1Cr17Mn6Ni5N不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管分(fen)(fen)別加(jia)熱(re)(re)至450，650，850℃，保溫(wen)10分(fen)(fen)鐘，分(fen)(fen)別采用(yong)水冷和空冷方(fang)式冷卻到(dao)室溫(wen)。依據GB/T4334－2008《金(jin)屬和合金(jin)的(de)腐蝕———不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼晶(jing)間腐蝕試驗方(fang)法》(E方(fang)法急性試驗)，將其(qi)線切割成 100.0mm×20.0mm×4.5mm。用(yong)60，120號SiC金(jin)相(xiang)砂紙逐級打磨表面，并用(yong)無水乙醇清(qing)洗。


 將(jiang)(jiang)100g符合GB/T665的(de)硫(liu)酸銅(tong)分(fen)析純(chun)(chun)溶于700mL蒸餾水中;加(jia)入(ru)100mL符合GB/T625的(de)純(chun)(chun)硫(liu)酸，用(yong)蒸餾水稀釋至1000mL，配制成硫(liu)酸-硫(liu)酸銅(tong)溶液(ye)。在帶磨口的(de)錐形(xing)瓶底(di)鋪上一(yi)層純(chun)(chun)度不小(xiao)于99.5%(質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu))的(de)銅(tong)屑(xie)，放入(ru)試(shi)樣;倒入(ru)硫(liu)酸-硫(liu)酸銅(tong)溶液(ye)，使試(shi)樣處于全浸泡狀態，裝上回流(liu)冷(leng)凝器(qi)，接通(tong)冷(leng)卻水，將(jiang)(jiang)溶液(ye)加(jia)熱至微沸，保持16小(xiao)時后取出。


 用蒸餾水(shui)沖洗掉表面腐(fu)蝕介質(zhi)并(bing)用毛刷和(he)10%鹽酸清除腐(fu)蝕產物(wu)，用無水(shui)乙醇脫水(shui)并(bing)烘干(gan)，用電子天平(ping)稱(cheng)重，計算其平(ping)均腐(fu)蝕速(su)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(shi)驗(yan)周(zhou)期，h


 采(cai)用ZWICKZ1200型(xing)萬能(neng)材(cai)料試驗機進行彎(wan)曲試驗，試樣彎(wan)曲角度為180°;用10倍(bei)放大鏡檢查彎(wan)頭處(chu)是否有(you)因晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)而產生的裂(lie)紋，以確(que)定(ding)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的敏感性(xing)。


 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(lun)


1. 顯微組織


  圖(tu)為(wei)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管不同加熱溫度(du)空(kong)冷(leng)、水冷(leng)后晶間腐蝕的顯微組織。由圖(tu)可以(yi)看出(chu):試(shi)樣晶界析出(chu)物(wu)(wu)隨加熱溫度(du)的上(shang)升而增(zeng)加，加熱溫度(du)為(wei)850℃時，晶界析出(chu)物(wu)(wu)最多;水冷(leng)條(tiao)件下試(shi)樣的晶界析出(chu)物(wu)(wu)少于空(kong)冷(leng)試(shi)樣。


2. 晶間腐蝕速率


  圖(tu)為3種(zhong)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)、2種(zhong)冷(leng)卻(que)方(fang)式時(shi)試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)晶間腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率。由圖(tu)可(ke)以看出: 2種(zhong)冷(leng)卻(que)方(fang)式試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率變化趨勢(shi)相同(tong)，腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率隨著加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)上升(sheng)而增加(jia)(jia)(jia)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)為850℃時(shi)腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率最大(da);空冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率大(da)于水冷(leng)試(shi)樣(yang)(yang)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)由650℃增加(jia)(jia)(jia)到(dao)850℃時(shi)，試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速(su)(su)率增加(jia)(jia)(jia)幅度(du)明顯大(da)于加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)由450℃到(dao)650℃時(shi)的(de)(de)幅度(du)。由此可(ke)知，1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼(gang)管的(de)(de)晶間腐蝕(shi)(shi)敏感性隨加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)升(sheng)高(gao)而增加(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。


  圖為3種(zhong)(zhong)加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)空(kong)(kong)冷、水冷后試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)析出物峰值(zhi)的(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)。由(you)圖可以看出:空(kong)(kong)冷試(shi)樣(yang)(yang)晶(jing)間(jian)(jian)析出物的(de)(de)(de)峰值(zhi)強度(du)(du)(du)大(da)于水冷試(shi)樣(yang)(yang)，2種(zhong)(zhong)冷卻(que)方(fang)式的(de)(de)(de)峰值(zhi)強度(du)(du)(du)變化趨(qu)勢相同;峰值(zhi)強度(du)(du)(du)隨(sui)著加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)上升而增加(jia)，850℃時(shi)峰值(zhi)強度(du)(du)(du)最大(da);加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)由(you)650℃增加(jia)到(dao)850℃時(shi)，峰值(zhi)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增加(jia)幅度(du)(du)(du)明(ming)顯大(da)于加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)由(you)450℃增加(jia)到(dao)650℃時(shi)的(de)(de)(de)幅度(du)(du)(du)。由(you)此可知，16Cr奧(ao)氏體不銹鋼的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)析出物在加(jia)熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)為850℃時(shi)顯著增加(jia)，這與試(shi)樣(yang)(yang)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕速率的(de)(de)(de)變化趨(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。


  加熱(re)溫(wen)度(du)(du)、保溫(wen)時(shi)間及冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方式主要通過(guo)影(ying)響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)的(de)擴(kuo)散(san)(san)而(er)影(ying)響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)。室(shi)溫(wen)下碳(tan)(tan)(tan)在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼中的(de)溶(rong)(rong)解度(du)(du)約為0.006%，600℃時(shi)溶(rong)(rong)解度(du)(du)約為0.030%，1000℃時(shi)約為0.180%，隨著(zhu)加熱(re)溫(wen)度(du)(du)的(de)增(zeng)加，碳(tan)(tan)(tan)在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體中的(de)溶(rong)(rong)解度(du)(du)增(zeng)加。在(zai)(zai)隨后的(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)過(guo)程中，溶(rong)(rong)解在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)體中的(de)碳(tan)(tan)(tan)會隨著(zhu)溫(wen)度(du)(du)的(de)降低而(er)析(xi)出(chu)，在(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)區間停留時(shi)間越(yue)(yue)(yue)長，碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)擴(kuo)散(san)(san)越(yue)(yue)(yue)充分，晶(jing)界處鉻便會與(yu)碳(tan)(tan)(tan)結(jie)合形成(cheng)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)速(su)(su)度(du)(du)可以通過(guo)影(ying)響(xiang)碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)擴(kuo)散(san)(san)而(er)影(ying)響(xiang)晶(jing)界碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)，冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)速(su)(su)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)快，碳(tan)(tan)(tan)原(yuan)子(zi)在(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)區間擴(kuo)散(san)(san)越(yue)(yue)(yue)不充分，晶(jing)間碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)析(xi)出(chu)就越(yue)(yue)(yue)少(shao)。因此(ci)，在(zai)(zai)1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管敏(min)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(400～900℃)內，加熱(re)溫(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao)、冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)速(su)(su)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)慢，碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出(chu)越(yue)(yue)(yue)多，水冷(leng)(leng)試樣的(de)晶(jing)界析(xi)出(chu)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)遠(yuan)少(shao)于空冷(leng)(leng)。


4. 晶間腐蝕的敏感性


1Cr17Mn6Ni5N不銹鋼管彎(wan)曲(qu)后(hou)雖然晶(jing)界存(cun)在黑色析出物，但表面均未產生晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)裂紋，因(yin)而對(dui)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)不敏感(gan)。



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。