高氮马氏体不锈钢3Cr13N的耐腐蚀机理

利用盐雾腐蚀试验箱,在1%Na Cl溶液、温度(60±2)℃条件下,对经过1020℃淬火+170℃回火处理后的高氮马氏体不锈钢3Cr13N和马氏体不锈钢3Cr13进行了6 h盐雾试验的对比研究,并用金相、能谱分析和X-线衍射分析等方法对试样进行了分析。结果表明,试验材料的腐蚀形态主要表现为点蚀,主要出现在试样中M23C6型夹杂物界面和晶界附近。3Cr13N试样中出现的点蚀百分比为0.55%,而3Cr13试样中则为1.15%。认为高氮马氏体不锈钢3Cr13N耐腐蚀的主要原因是M23C6型夹杂物数量较马氏体不锈钢3Cr13少。由于氮的加入,增加了Cr2N型氮化物的析出倾向,减少了M23C6型高铬含量的碳化物的析出,这在一定程度上减少了基体Cr的缺失,从而提高了3Cr13N的耐腐蚀性能。     

Si含量对30Cr13不锈钢组织与力学性能的影响

使用高真空电弧熔炼炉熔炼了不同Si含量的30Cr13不锈钢试样。经扩散退火、淬火加低温回火后,进行硬度与拉伸性能测试,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段分析了30Cr13不锈钢显微组织和碳化物形貌及相组成。结果表明,在相同热处理条件下,随着Si含量的增加,显微组织逐渐由马氏体转变为铁素体;抗拉强度和硬度先增加后减小,在Si含量为1.00%时达到最高值;伸长率先增加再变小,在Si为1.5%时塑性最好;试样中碳化物质量分数随Si增加而递增,析出相主要为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物,同时伴有少量Cr7C3型碳化物。     

淬火温度对30Cr13模具钢组织与耐蚀性的影响

在不同温度下对30Cr13模具钢进行了淬火;通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电化学测试等对不同热处理态30Cr13模具钢的组织、未熔碳化物特征、耐蚀性及腐蚀机理进行了分析。结果表明:退火态模具钢组织主要为铁素体,而淬火态模具钢中主要为马氏体组织;随着淬火温度的升高,模具钢中大颗粒的未溶M23C6碳化物颗粒的数量逐渐减少,且当淬火温度达到1 130℃时碳化物颗粒基本固溶于基体中;淬火态30Cr13模具钢表面的钝化膜厚度大于退火态的,其对基体的保护性能也优于退火态的,且随着淬火温度的升高,模具钢的耐点腐蚀性能逐渐提高;淬火过程中30Cr13模具钢中未溶碳化物含量的减少有助于提高模具钢的耐点蚀性能。     

淬火温度对集装箱用30Cr13耐候钢组织与耐蚀性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学测试等手段,研究了淬火温度对集装箱用30Cr13耐候钢的组织转变、未溶碳化物特征、耐腐蚀性能的影响,并分析了腐蚀机理。结果表明:退火态耐候钢基体主要为铁素体,而淬火态耐候钢主要为马氏体组织;随着奥氏体化温度的升高,耐候钢基体中大颗粒的未溶M_(23)C_6碳化物颗粒的数量逐渐减少,且当奥氏体温度达到1130℃时碳化物颗粒基本都固溶于基体中;淬火态30Cr13耐候钢的表面钝化膜保护性都要高于退火态的,且随着奥氏体化温度的升高,耐候钢的耐点腐蚀性能逐渐提高。淬火过程中,30Cr13耐候钢中未溶碳化物含量的减少有助于提高耐候钢的耐点蚀性能。     

降碳增氮对马氏体不锈钢淬火组织和性能的影响

采用激光扫描共聚焦显微镜、扫描电镜、硬度计、X射线衍射仪和盐雾试验机,研究了不同温度(950、1000、1050、1100℃)下30Cr13和30Cr14N钢在马弗炉中空淬后,氮含量对30Cr13钢显微组织、碳化物、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,淬火温度相同,30Cr14N钢比30Cr13钢硬度高、碳化物少和耐蚀性能好。氮不仅影响马氏体不锈钢的显微组织及硬度,还能通过降碳增氮,避免因碳化物过多的析出而引起的晶间腐蚀,而FeNiN的析出不会像Cr₂₃C₆析出造成显著的晶间腐蚀。因此,降碳增氮是改善马氏体不锈钢组织和性能的一种有效途径。     

回火温度对30 Cr13 Nb0.1铸造马氏体不锈钢组织和性能的影响

熔炼了含0.117%Nb(质量分数)的30Cr13Nb0.1马氏体不锈钢。对钢锭进行了1 100℃保温2 h均匀化退火、1 020℃保温30 min水淬及分别在250、350和450℃回火2 h。随后采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等检测了钢的显微组织、硬度、冲击韧性及断口形貌。结果表明:经相同工艺淬火、不同温度回火的钢中碳化物均沿晶界析出,且随着回火温度的升高,碳化物析出量增多,其形态从点状、细链状转变为长链状和条片状,硬度先降低后升高,冲击韧性先升高后降低。此外,腐蚀电位和点蚀电位测量结果表明:450℃回火的钢耐腐蚀性能最差,350℃回火的钢耐蚀性能最好。     

不同温度下超级13Cr在Cl~-/CO_2环境中的腐蚀行为

模拟油田现场Cl~-/CO_2腐蚀环境,对超级13Cr不锈钢在不同温度下的耐均匀腐蚀及点蚀的性能进行了研究。利用金相、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法对试样进行了分析。结果表明,温度升高,超级13Cr均匀腐蚀速率增大,温度升高到150℃时,均匀腐蚀由轻微腐蚀转变成中度腐蚀。在Cl~-/CO_2腐蚀环境中,超级13Cr不锈钢极易发生点蚀,且温度升高,点蚀程度先加重后减弱,在120℃时,点蚀坑数量最多,尺寸最大,点蚀最严重。XRD结果显示,所有温度条件下材料均无CO_2腐蚀产物FeCO_3产生,超级13Cr不锈钢依靠表面形成的钝化膜抵抗CO_2腐蚀。     

夹杂物对30Cr13和StavaxESR马氏体不锈钢耐蚀性能的影响

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),光电子能谱显微镜(PSEM)并结合电化学阻抗谱(EIS),动电位极化曲线测试等研究了30Cr13钢和StavaxESR钢在不同热处理状态下的微观组织、夹杂物分布及电化学腐蚀性能,并研究了碳化物及夹杂物对其耐蚀性能的影响。结果表明:经过1130℃奥氏体化处理40 min后,分布于退火态30Cr13钢和StavaxESR钢基体中的富Cr型M_(23)C_6碳化物全部固溶且在淬火时未析出,导致其耐点蚀性能提高;30Cr13钢中的夹杂物含量显著高于StavaxESR钢,且主要为(Ti,Al,Ca)N复相夹杂,与基体形成微电池,加速30Cr13钢基体溶解,导致其耐蚀性低于StavaxESR钢。     

N含量对13Cr超级马氏体不锈钢耐蚀性的影响

对13Cr超级马氏体不锈钢进行氮合金化,采用淬火-配分热处理工艺,研究了不同N含量对13Cr钢的微观组织及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随N含量增加,板条马氏体组织表现出明显的细化行为,奥氏体含量增加,且有VN生成,从而防止N与Cr结合生成Cr₂N,促使Cr在材料表面形成以Cr₂O₃为主的致密腐蚀产物膜,提高材料耐蚀性;试验钢表面以局部腐蚀为主,试样表面有点蚀发生。随着N含量的增加,形成腐蚀产物膜的孔隙度减小;表面钝化膜为双电层结构,增加了钝化膜的稳定性,点蚀坑数量明显减少且变小;提高N含量有利于试样耐点蚀性能的改善,0.35%N试验钢表面腐蚀产物附着牢固,平整且致密,晶粒大小均匀,可起到良好的保护作用。     

石油化工管线钢的热处理与耐蚀性能研究

采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法,对三元复合驱采油30Cr13管线钢回火过程中的组织转变和析出相演变进行了分析,并利用动电位极化方法研究了不同回火温度下30Cr13管线钢的耐腐蚀性能。结果表明:300℃和500℃回火管线钢基体组织都为回火马氏体,但是后者的马氏体内部有一定含量的孪晶结构。650℃回火管线钢基体组织为块状铁素体;300℃回火管线钢中的析出物为M3C型碳化物,其Cr含量与基体相当,而500℃和650℃回火管线钢中的析出物为M_(23)C_6碳化物,都为富Cr型碳化物;回火温度为500℃的管线钢出现了"失钝"现象,造成其耐腐蚀性能明显低于回火温度为300℃和650℃的管线钢,650℃回火条件下淬火温度的提高并不能显著改善管线钢的耐点蚀性能。     

碳氮含量对4Cr16NiMo钢淬火温度及耐蚀性能的影响

通过光学显微镜、洛氏硬度计等设备,分析了碳氮含量对4Cr16NiMo钢的微观组织、淬火温度、硬度以及耐点蚀性能的影响。结果表明,随着N含量增加到0.1%,4Cr16NiMo钢的最佳淬火温度由未添加氮的1070 ℃降低到1010 ℃,组织出现了明显的细化,最高硬度得到了提高。同时,加入氮可提高4Cr16NiMo钢的耐点蚀性能,且在一定范围内,氮含量越高,耐点蚀性能越强。在相同氮含量的基础上,降低0.1%的碳含量,硬度下降,淬火组织由隐晶马氏体变为板条马氏体,耐点蚀性能提高。因此通过对碳氮含量的调控,可有效降低4Cr16NiMo钢的淬火温度,提高其耐蚀性。     

铈的加入方法及加入量对2Cr13不锈钢组织的影响

在冶炼含稀土Ce的2Cr13不锈钢时采用Fe-Ce中间合金代替纯Ce以获得较满意的收得率,然后对试样进行锻造及热处理,最后通过对试样进行显微组织观察及析出相的成分分析,来研究稀土Ce的残留量及对2Cr13不锈钢组织的影响。结果表明:添加Fe-Ce中间合金可以使2Cr13不锈钢中稀土的收得率达35%以上。稀土Ce的加入影响Fe-Fe3C相图中各相区的位置,在相同的淬火加热温度下出现了铁素体组织,并且含Ce量越多,得到的铁素体组织越多。Ce还可以有效减少钢中碳化物的偏聚和析出。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。     

改性纳米SiC粉体强化铸造奥氏体不锈钢耐点蚀性能的研究

在生产条件下采用冲入法制备了改性纳米SiC粉体强化奥氏体不锈钢试样,用化学浸泡和电化学检测两种方法研究了纳米SiC粉体对不锈钢耐点蚀性能的影响。结果表明,经改性纳米SiC粉体强化处理后的不锈钢组织明显细化,成分偏析引起的铁素体析出减少;当纳米SiC粉体加入量为0.1 mass%时,不锈钢的点蚀速率降低了 16%,电极电位提高了3倍。能谱分析表明,经强化处理,不锈钢中的Cr成分偏析减轻,有效改善了晶界等易发生点蚀部位的贫Cr现象。     

00Cr12Ti铁素体不锈钢耐点蚀性能研究

研究了不同热处理制度下的00Cr12Ti铁素体不锈钢的耐点蚀性能以及在不同浓度的NaCl溶液和不同温度下的耐点蚀性能.研究结果表明:退火温度为850℃、保温时间为5 min时,得到的00Cr12Ti铁索体不锈钢的耐点蚀性能最好;同时,随着实验温度和溶液浓度的升高,00Cr12Ti铁索体不锈钢的耐点蚀性能呈下降趋势,点蚀的开始位置为TiN、TiS等夹杂处.     

热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

对在2Cr13马氏体不锈钢中添加Mo的钢进行不同温度热处理工艺试验,研究了热处理温度对含钼2Cr13不锈钢组织、硬度与耐蚀性能的影响。结果表明,含钼2Cr13马氏体不锈钢在1080℃淬火后的硬度最高,当在400~550℃回火时,硬度值存在一个明显的上升区域,这是由于析出的合金碳化物弥散强化作用,使合金出现二次硬化现象。回火后含钼2Cr13不锈钢的耐蚀性能比2Cr13不锈钢明显提高,主要是由于含钼2Cr13不锈钢淬、回火后析出相M2X抑制了M23C6相的产生。     

Influence of tempering treatment on microstructure and pitting corrosion resistance of a new super ferritic–martensitic–austenitic stainless steels with 17%Cr

Supermartensitic stainless steels (SMSSs) allow high mechanical strength with better corrosion resistance and toughness than conventional martensitic stainless steels. The SMSS steels with 12–13%Cr have been studied and applied in the oil and gas offshore production. The increase of Cr content, and the addition of Mo and W is now being investigated to increase mechanical and pitting corrosion resistance. In this work, a new 17%Cr steel, with Mo and W additions was studied. Depending on the final tempering treatment, the steel has a complex microstructure of austenite, ferrite, martensite and precipitates. The pitting corrosion resistance also depends on the microstructure produced by tempering. It was found that the pitting potential slightly decreases with the increase of tempering temperature and is further decreased by the double-tempering treatment. The pits initiate and grow preferentially in the martensite or tempered martensite islands, due to the lower Cr, Mo and W contents of these areas.     

淬火温度和氮含量对马氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了淬火温度和氮含量对20Cr13、20Cr13N、20Cr13HN钢显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,在850 ℃退火条件下,随着氮含量升高,氮化物钉轧作用增强,组织细化明显,屈服强度、抗拉强度和维氏硬度增加,而伸长率降低。相同淬火温度和冷速下,在固溶、析出和相变强化的作用下维氏硬度增加。随着冷速增大,相变驱动力增大,马氏体板条逐渐向细小的隐晶马氏体转变,并且硬度增加。腐蚀性能和点蚀电位随着氮含量的增加而增强。