含氯环境下温度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响

采用化学浸泡实验研究了6%FeCl_3+1%HCl混合溶液中温度与浸泡时间对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,并分析2205双相不锈钢在含Cl~-环境下点蚀机理。通过高分辨相机与激光共聚焦显微镜及X射线光电子能谱(XPS)观察并分析样品表面形貌及钝化膜成分,采用电化学手段及原子力显微镜分析模拟海水溶液中温度对2205不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:2205双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)在45℃左右,当温度低于45℃时,延长浸泡时间样品表面未出现明显点蚀;温度高于45℃时,随浸泡时间延长点蚀在样品表面随机萌生并长大扩展,55℃时点蚀坑尺寸达到500μm。随着温度的升高,样品钝化区间缩短,点蚀电位显著降低,由30℃时的0.74 V降低到60℃时的0.27 V。XPS结果显示,随温度增加,样品钝化膜稳定性增加,表现为金属稳定氧化物及氢氧化物的含量增加。样品阻抗值的大小随温度的升高不断减小,在30℃时样品阻抗值为5.066×10~5Ω·cm~2,温度升高到60℃阻抗值减小到1.814×10~5Ω·cm~2。随着温度的逐渐升高,2205不锈钢腐蚀速率增大,电化学阻抗值减小,钝化膜的保护能力下降,耐点蚀性能变差。     

真空度对2205双相钢在热浓缩海水中点蚀行为的影响

目的研究真空度对2205双相不锈钢在海水淡化环境中耐点蚀性能的影响。方法在1.5倍人工浓缩海水中,采用循环阳极极化曲线与电化学阻抗谱等电化学方法,研究了2205双相不锈钢的点蚀和再钝化行为,并通过扫描电子显微镜对极化后试样的腐蚀形貌进行分析。结果测试了七种不同真空状态下2205双相不锈钢的循环阳极极化曲线和电化学阻抗谱,发现随着真空度的升高,试样的自腐蚀电位和点蚀电位均不断降低,分别约从-256 m V和605 m V下降到-485 m V和363 m V(均vs.SCE),点蚀倾向明显增大。同时,Nyquist曲线中的半圆弧逐渐变得扁平,Bode图中的相位角约从80°下降到77°,但是点蚀电位与再钝化电位之差逐渐升高。不同真空度下循环阳极极化后,试样表面的点蚀坑形貌不完全相同,蚀坑数量随着真空度的升高而明显减少,当真空度升高为0.72时,点蚀坑尺寸明显减小。结论随着真空度的逐渐升高,不锈钢钝化膜的致密性和保护性降低,电化学阻抗值逐渐减小,耐点蚀性能变差,但是再钝化性能却有所增强。循环阳极极化后试样的腐蚀程度减小。     

2205双相不锈钢在卤水溶液中腐蚀初探

通过动电位极化、电化学阻抗和循环伏安法研究了温度对2205双相不锈钢在卤水中腐蚀行为的影响。结果表明:随着卤水温度的升高,2205双相不锈钢的自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,电荷传递电阻降低,点蚀电位负移,钝化区间变窄,耐点蚀性能下降,腐蚀趋势加剧。     

固溶处理对节镍型LDX2101及00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、动电位极化法以及慢应变速率拉伸试验,研究了950和1 100℃固溶处理对节镍型LDX2101以及00Cr22Ni5Mo3N(SAF2205)双相不锈钢中析出相、点蚀和应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:950℃固溶处理使两种钢的微观组织均匀性变差,尤其是2205双相不锈钢中σ相的析出使其耐点蚀及应力腐蚀性能明显下降,耐点蚀性能甚至劣于点蚀当量(PREN)较小的LDX2101双相不锈钢; 1 100℃固溶处理对两种钢的点蚀和应力腐蚀开裂的行为影响较小,但钢的塑性略有提高。     

温度对316L不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用临界点蚀温度(CPT)、环状阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度下316L不锈钢的海水腐蚀行为. 结果表明, 晶粒尺寸不同的两种316L不锈钢的CPT基本相同; 随着海水温度升高, 点蚀电位和再钝化电位均呈线性降低, 但是细晶钢的点蚀性能下降更大, 85℃时粗晶钢比细晶钢的点蚀电位约高60 mV. 与粗晶钢相比, 细晶钢在65℃下形成的钝化膜微缺陷更多, 且点蚀诱导时间较短.     

2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能

采用腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究了不同温度下2205双相不锈钢在不同浓度H2SO4溶液中的耐蚀性,并与传统的20R钢和316L不锈钢作对比。结果表明,三种材质的耐蚀能力由强到弱排序为:2205316L20R;硫酸浓度和温度对腐蚀速率的影响由强到弱排序都为:20R316L2205。在T≤40℃,2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a,耐蚀性等级为1级,评定为完全耐蚀;当温度增加至60℃且硫酸浓度为30%时,其腐蚀速率显著增加,腐蚀深度为27.026mm/a,耐蚀性等级为10级,评定为不耐蚀。高铬含量可以降低不锈钢材料的钝化电位,另一方面可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力,可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。     

2205双相不锈钢在模拟油田采出液中的点蚀行为

采用动电位和恒电位扫描方法研究了2205双相不锈钢在不同温度、不同极化电位和不同Cl~-含量情况下的点蚀行为。结果表明:随着温度升高,2205双相不锈钢的点蚀击穿电位下降,钝化区间变窄;2205双相不锈钢在6%NaCl溶液中的临界点蚀温度约为56℃;当Cl~-质量分数为6%～24%时,随Cl~-含量增大,临界点蚀温度降低,但幅度较小,腐蚀电流增长幅度较大。温度和极化电位对2205双相不锈钢点蚀行为的影响较大,在所研究范围内,Cl~-含量的影响较小。     

2205双相不锈钢硫化物应力腐蚀机理研究

由于双相不锈钢中铁素体相和奥氏体相的合金元素含量不同,导致两相的耐点蚀当量PREN不同,耐腐蚀性能存在一定的差异,易于产生局部腐蚀。研究2205双相不锈钢油套管用无缝钢管硫化物应力腐蚀机理。研究结果表明:常温时,在硫化氢和拉伸应力的共同作用下,2205双相不锈钢失效原因是奥氏体点蚀;90℃硫化氢应力腐蚀试验后,2205双相不锈钢同时发生了奥氏体点蚀和铁素体选择性腐蚀。     

2205钢在模拟深海热液区中的腐蚀行为

利用交流阻抗法、线性极化法、动电位极化法及Mott-Schottky分析法,研究了2205钢在不同温度、20 MPa静水压的3.5%Na Cl溶液中的电化学性质,通过SEM、EDS及白光干涉仪分析了电化学测试后2205钢的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟深海热液区环境中,2205钢在25℃下具有良好的耐点蚀能力;溶液温度达到65℃时,2205钢表面会出现明显的点蚀现象;溶液温度达到150和200℃时,2205钢表面会产生裂纹状点蚀坑;65℃时,点蚀坑主要发生在奥氏体相内,100~200℃时,点蚀坑主要发生在铁素体相内。随着模拟深海热液区温度的升高,2205钢的电化学阻抗及线性极化电阻先减小后增大,且在150℃的电化学阻抗及线性极化电阻最小;2205钢的点蚀电位随着温度的升高先负移后正移,其在模拟深海热液区中生成的钝化膜载流子密度随着温度的升高而增大。     

固溶处理对2205双相不锈钢在卤水中点蚀的影响

利用电化学方法对不同固溶处理的2205双相不锈钢在卤水中的临界点蚀温度及临界点蚀电位进行了研究,结合显微金相技术研究了固溶处理温度对相含量及耐蚀性能的影响。结果表明：2205双相不锈钢在卤水中的临界点蚀温度介于55～60℃之间,临界点蚀电位随着环境温度的升高而降低;金属碳化物在固溶处理温度750～900℃范围内析出,奥氏体含量急剧减少材料耐蚀性能严重恶化;固溶处理温度1100℃保温1 h的试样耐蚀性能最佳。     

热处理工艺对2205双相不锈钢耐蚀性能的影响

对2205双相不锈钢采用不同温度进行热处理,然后用光学显微镜和电子扫描电镜观察其在0.33mol/L FeCl3+0.05 mol/L HCl溶液中腐蚀后的形貌;测试其显微硬度的变化、在沸腾的65%的硝酸溶液中浸蚀24 h的腐蚀速率和在25℃的3.5%NaCl溶液中的点蚀电位。研究表明:2205双相不锈钢在750~900℃保温4h有σ相析出,材料的显微硬度增大。同时随着热处理温度的升高,2205双相不锈钢的点蚀电位降低,腐蚀速率增大。     

热变形参数对23Cr-6.2Mn-2.1Ni-0.28N节Ni型双相不锈钢点蚀行为的影响

采用热模拟、动电位极化曲线、交流阻抗谱等手段研究了热变形参数对23Cr-6.2Mn-2.1Ni-0.28N节Ni型双相不锈钢点蚀行为的影响。结果表明:实验钢的耐蚀性对应变速率、变形温度比较敏感,晶粒细化有利于提高试样的耐点蚀性能。在1和10 s-1的较高应变速率下,随变形温度升高,试样的耐蚀性先增加后降低,1050℃耐蚀性最好。随应变速率增加,再结晶晶粒细化程度降低,钝化膜稳定性减弱,试样耐蚀性逐渐降低。点蚀坑主要分布在δ相和δ/γ相界,随应变速率增加点蚀坑数量明显增多,尺寸变大。     

Examples of metal and resin processing using high power diode lasers

In this work, the pitting corrosion resistance of welding duplex stainless steel 2205 was studied. Joints were made using the GMAW process with different fillers: duplex ER 2209 and two austenitic fillers (ER 316LSi and ER 308LSi). The microstructure obtained with the duplex ER 2209 filler is similar to the duplex 2205 base material, but the joints produced with the austenitic fillers cause a decrease of the α/γ phase ratio. In order to evaluate the influence of the filler on the weld, the pitting corrosion resistance was determined by means of an electrochemical critical pitting temperature test, and the mechanical properties by the hardness test. The phase imbalance produced for the different fillers causes variation of the pitting corrosion resistance and the mechanical properties. The variation in the mechanical properties of the material was also studied by means of hardness tests.     

固溶处理对2205双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响

用不同温度对2205双相不锈钢进行固溶处理,利用定量金相法及硬度法、电化学极化试验、电化学阻抗谱试验的方法研究固溶温度与2205双相不锈钢微观组织和钝化膜特性之间的关系。结果表明,当固溶温度为950 ℃时,有σ相存在,分布于铁素体/奥氏体晶界,当固溶温度为1000 ℃时,σ相消失,铁素体相比例随固溶温度的升高而升高,奥氏体相比例则呈相反规律;电化学试验和阻抗谱试验结果显示,材料在950 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最差,在1050 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最好。     

退火对2205双相不锈钢-16MnR爆炸复合板性能的影响

对2205双相不锈钢-16MnR复合板的力学性能和有害沉淀相的腐蚀率进行测试,研究不同热处理工艺对复合板力学性能的影响。结果表明,2205双相不锈钢-16MnR爆炸复合板经不同工艺退火后,其抗拉强度和屈服强度大于490 MPa和325 MPa,大于爆炸态时的强度;其断后伸长率和0℃时冲击值比爆炸态均提高;其腐蚀率最大值为1.15 mg/dm2.d(mdd),符合ASTM A923标准要求。     

外加拉应力对X80管线钢点蚀电化学行为的影响

运用电化学噪声测试技术,结合动电位极化方法研究了外加拉应力对X80管线钢在NaHCO₃ + NaCl体系中点蚀电化学行为的影响。结果表明,较小的外加拉应力（σ ≤100 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有抑制作用,且抑制作用随应力的增大而增大;较大的外加拉应力（σ ≥200 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有促进作用,且促进作用随应力的增大而增大。     

低H2S、高CO2分压条件下双相不锈钢应力腐蚀敏感性研究

目的针对IS15156标准中对双相不锈钢使用条件的限制,研究双相不锈钢2205在不同温度、不同低H_2S分压条件下的开裂敏感性。方法通过模拟我国西部酸性油田低H_2S、高CO_2工况环境,利用高温高压设备,进行了三点弯曲试验,结合失重法测试腐蚀速率,并使用SEM和EDS进行微观形貌观察和腐蚀产物分析。结果双相不锈钢2205的腐蚀速率较低,未超过0.014 mm/a,且硫化氢分压对腐蚀的影响较小,但发现了由氧化铝等夹杂导致的点蚀。双相不锈钢2205在低硫化氢分压的中温(100℃)区发生应力腐蚀开裂,同时发生了选择性腐蚀,铁素体相优先于奥氏体相腐蚀,其他温度条件下仅发现点蚀。硫化氢分压升高时,开裂敏感性有一定程度的降低。结论双相不锈钢2205在低硫化氢分压条件下的开裂类型为氢脆型应力腐蚀开裂。氧化物夹杂诱发点蚀,氢在应力集中区域聚集,发生氢脆。当硫化氢分压从6 k Pa增加到165 k Pa时,局部腐蚀敏感性的增加使氢脆得到缓解,开裂敏感性降低。双相不锈钢2205无法在低硫化氢的中温井口环境中使用,标准中以H_2S分压作为使用限制并不十分完善。     

弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.