抗菌时效处理对含Cu双相不锈钢组织和性能的影响 Ⅱ.耐蚀及抗菌性能

采用电化学方法分析了经抗菌时效处理后的含Cu双相不锈钢耐腐蚀性能,同时采用覆膜法测试了其广谱抗菌效果.极化曲线测试结果表明,材料表面存在的ε-Cu等富Cu相成为钝化膜中的薄弱点,粗大富Cu相的时效析出位置易成为点蚀形核源,析出粗大富Cu相所占比例增加使得材料耐点蚀性能减弱;阻抗谱测试显示钝化膜中存在的ε-Cu等富Cu相会降低整体电位及钝化膜电阻,使钝化膜稳定性下降;DL-EPR测试表明,在相界及晶间析出的ε-Cu等富Cu相会使晶间呈现阳极性,导致晶间发生选择性腐蚀,因富Cu相主要在铁素体上析出,与奥氏体相比,其耐晶间腐蚀性能下降严重.抗菌检测表明,富Cu相的相结构和体积分数是影响材料抗菌性能的关键因素,ε-Cu的抗菌效果最好,亚稳态富Cu相次之,固溶Cu最差.ε-Cu相数量越多,抗菌效果越好.     

固溶和时效处理对稀土双相不锈钢组织及相成分的影响

利用光镜，扫描电镜，电子探针和Ｘ射线衍射法并结合硬度测量研究了固溶和时效处理对一种α／γ双相不锈钢组织及相成分的影响。结果表明：（１）１０００￣１１５０℃温区内加热后水冷，均能获得α／γ双相组织，α相数量和合金的硬度随固溶温度提高而增大，合金元素在α和γ相中的分布也发生变化。（２）固溶态合金在６５０￣９００℃温区进行等温时效，α相中会析出σ和γ２相，导致合金显显著硬化，σ相析出的最敏感温度约为７５     

含Ag抗菌双相不锈钢组织及抗菌性能研究

分别添加纯Ag和Cu-Ag合金颗粒制备了含Ag抗菌双相不锈钢并进行了不同温度固溶处理.借助ESEM,XRD和TEM观察并分析组织中含Ag相显微结构及分布.采用覆膜法测试了材料广谱抗菌性能,并与CD4MCu不锈钢及含Cu抗菌双相不锈钢的抗菌效果进行了对比.结果表明,经1050和1150℃固溶处理,添加纯Ag制备的材料基体上都分布着8μm左右的含Ag相颗粒,提高固溶温度并不能使其在基体中的固溶性得到改善.1150℃固溶后,不锈钢组织中还分布着直径约为45 nm的含Ag相颗粒.添加Cu-Ag合金制备的不锈钢经1050和1150℃固溶处理,温度升高能增强含Ag相在基体中的溶解程度,且添加的合金颗粒越小,含Ag相越易固溶.添加150~300μm Cu-Ag合金制备的不锈钢经1150℃固溶处理,含Ag相在g相上几乎完全固溶,而在a相上呈弥散态分布,且其平均粒径直径约18 nm.抗菌性能检测表明,添加不同粒度CuAg合金制备的2种不锈钢都具有优异的抗菌性能,添加纯Ag颗粒制备的不锈钢抗菌性能良好,CD4MCu不具备抗菌能力.     

抗菌处理对含Cu奥氏体抗菌不锈钢组织和性能的影响

研究了含Cu奥氏体抗菌不锈钢的两种抗菌处理方法对其组织、抗菌性能、机械性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同的抗菌处理影响了抗菌不锈钢基体中富Cu相的析出,低温长时间抗菌处理得到的组织中富Cu相比高温短时间抗菌处理得到的富Cu相更细密,细密的富Cu相对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性更好。与304不锈钢相比,含Cu奥氏体抗菌不锈钢经抗菌处理后对机械性能没有产生明显的影响,耐腐蚀性也没有明显的下降。     

时效温度对含Cu抗菌双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响

通过SEM、EDS以及拉伸试验与电化学测试等手段,研究了时效温度对含铜抗菌双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响。结果表明,时效处理析出的富Cu相有提高抗拉强度的作用;在540~580 ℃范围内,随着时效温度升高,富铜相粗化,材料抗拉强度及塑性下降,断口由韧性断裂逐渐向解理断裂转变;在30%醋酸溶液中,富铜相体积分数越大,试样耐蚀能力越强。     

650℃时效处理对2205双相不锈钢组织及硬度的影响

研究了650℃时效处理对2205双相不锈钢组织的影响,发现,650℃时效5 h,钢中开始有中间相析出,析出相集中在α相及α/γ相界。TEM物相分析表明,析出相有R相和σ相。此外,随着时效时间的延长,γ相的硬度无明显变化,而α相的硬度则逐渐升高。     

时效处理对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

通过研究时效热处理对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响,发现590℃和650℃的时效处理降低了材料的耐点蚀性能,并且耐点蚀性能随着时效温度和时效时间的增加而降低;点蚀蚀孔倾向于在铁素体和奥氏体的相界处以及铁素体中的析出相附近形核长大。此外,通过TEM物相分析发现590℃时效析出相有R相,650℃时效析出相有R相和σ相。     

时效处理温度对铸造双相不锈钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,研究了时效处理温度对铸造双相不锈钢组织中析出相的影响。结果表明,铸造双相不锈钢固溶处理后水淬,在不同时效温度下处理后,奥氏体晶体内并不会产生任何相变,析出相均来自铁素体内部和晶界上。     

富Cu相对双相不锈钢堆焊层电化学腐蚀及点蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动电位扫描试验及点蚀浸泡试验研究了时效处理对含Cu双相不锈钢堆焊层组织及耐蚀性能的影响.结果 表明,经1170℃固溶后,两种双相不锈钢堆焊层主要由铁索体相(α)、奥氏体相(γ)和少量MnO· Cr2O3氧化物组成.其中4Cu堆焊层试样经580℃时效60 min后,在α相中析出了尺寸约为1μm的...     

时效时间对2205双相不锈钢中第二相析出行为的影响

2205双相不锈钢在一定温度下时效处理会析出第二相,不锈钢的各种性能会因此受到影响。研究了热轧2205双相不锈钢时效不同时间与析出相的联系,并探究其析出规律。利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)观察了析出相显微组织的变化,并对析出相和基体的成分进行了点扫描成分分析。结果表明,在850 ℃时效5 min,χ相即会优先在铁素体晶界处析出,随着时效时间延长σ相将逐渐析出,铁素体含量减少,奥氏体及析出相的比例增大。     

时效处理对2205双相不锈钢焊接接头组织的影响

对固溶处理后的焊条电弧焊焊接2205双相不锈钢接头进行850℃保温30,180,360 min时效处理.采用光学显微镜、X射线衍射仪、能谱仪和铁素体仪分析了不同区域组织演变和σ相析出的规律.结果表明,焊接接头进行时效处理后,各区域均有σ相析出,析出位置主要在α/γ晶界或α/α晶界,并且σ相向铁素体内部长大,其析出机理是α→σ+γ2.延长时效时间,铁素体含量降低,σ相含量升高;σ相由点状→连续网状→片状分布转变;与母材和HAZ相比,焊缝区对时效处理最为敏感,σ相析出速率最大,当时效360 min后,铁素体几乎完全转变成奥氏体和σ相.     

热处理对双相不锈钢组织和腐蚀性能的影响

    研究了热处理温度和时效时间对双相不锈钢微观组织及腐蚀性能的影响,结果表明:随着固溶温度提高,双相钢中奥氏体含量增加.固溶温度为1060℃,铁素体含量大约在45%~50%之间,两相比例大约为1∶1,抗点蚀性最好.时效处理时间越长,双相不锈钢中σ相析出越多,其耐腐蚀性能越差.析出的σ相周围形成的贫铬区优先被腐蚀,降低了双相不锈钢抗点蚀性能.     

超级双相不锈钢σ相析出及对组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米力学探针、常温拉伸等方法,研究了S32750超级双相不锈钢中σ相的析出规律及其对组织性能的影响.结果表明,σ相优先析出于奥氏体晶粒边界处、铁素体含量稀少之处,其析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,在900℃时,析出量达到最大.材料的硬度与变形抗力会随着σ相析出量的增多而增大;σ相析出时引起的体积膨胀会引起奥氏体边部的硬度与杨氏模量增大;σ相析出也容易造成材料中微裂纹的形成.S32750双相不锈钢应在1020℃到1080℃温度范围内进行固溶,以获得较好的冷加工性能.     

马氏体抗菌不锈钢的微观组织及其抗菌性能

含Cu马氏体抗菌不锈钢经特殊的抗菌热处理析出ε-Cu相,采用覆膜法研究其抗菌性能.实验结果表明:马氏体抗菌不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌易于杀灭;鼠伤寒杆菌需要一定时间杀灭;白色念株菌需要较长时间杀灭.这与细菌的细胞壁组织结构、细胞壁厚度和其属性有关.抗菌不锈钢对细胞壁较薄、肽聚糖含量较低、组织疏松、金属离子易穿透细胞壁的细菌易于杀灭;反之,细菌不易于杀灭.随着抗菌作用时间的延长,铜离子浓度的提高,抗菌不锈钢的杀菌效力显著提高.马氏体抗菌不锈钢经表面打磨或磨损仍然具有相同的抗菌性能.     

低碳含Cu中厚钢板富Cu相的时效析出行为

将某低碳含Cu中厚钢板在680℃分别时效不同时间(15、30、45、75、90、120 min)后,利用场发射扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了中厚钢板不同位置富Cu相的析出和长大机制。结果表明,经时效处理后,试验钢板表面及心部富Cu相呈球状或短棒状,尺寸均主要在5～60 nm之间,但心部富Cu相的平均尺寸要大于表面富Cu相。随着时效时间的延长,表面和心部的富Cu相均发生长大,呈现平均尺寸增加、粒子总数目减少的趋势。基于理论计算,富Cu相平均尺寸的变化满足Ostwald熟化机制,且心部富Cu相长大速率小于表面富Cu相。     

时效处理时间对UNS S32304双相不锈钢组织和晶间腐蚀敏感性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪考察了时效处理时间对固溶态与轧制态UNS S32304不锈钢组织和耐晶间腐蚀性能的影响；通过双循环动电位再活化试验和草酸腐蚀试验分别评估了经不同时间时效处理后，不同状态试样的晶间腐蚀敏感性。结果表明：时效0.5 h时固溶态试样未发现二次相，轧制态试样有二次奥氏体在铁素体内优先析出；时效4 h,固溶态试样相界处析出圆粒状M₂₃C₆和小颗粒状二次奥氏体，而轧制态试样只有锯齿状二次奥氏体沿相界析出。继续延长时效时间，两种试样的锯齿状二次奥氏体皆变得宽大且向铁素体内延伸，且时效处理时间相同时，轧制态试样中二次相的析出数量比固溶态的多；此外，延长时间还会使得固溶态和轧制态试样的晶间腐蚀敏化系数增大，且后者的敏化系数比前者大，耐蚀性不如前者。     

含铜双相不锈钢在无菌/含菌环境下的耐蚀性研究

对经固溶处理的含铜双相不锈钢材料进行了540,560和580℃时效处理。利用电化学工作站研究了固溶及时效处理试样在无菌/含菌培养基中的耐蚀性,同时采用OM及XPS检测手段对固溶处理试样及抗菌性最优的经560℃时效处理试样菌液腐蚀后的生物膜形貌及表层Cu的腐蚀产物进行了分析。结果表明,在无菌培养基中,固溶处理试样最耐蚀,经时效处理的试样随时效处理温度的升高,耐蚀性下降;在含菌培养基中,经560和580℃时效处理试样的耐蚀性比其在无菌环境中的有所提高,固溶处理及经540℃时效处理试样的耐蚀性比其在无菌环境中的有所下降。固溶处理试样表面存在厚大疏松状生物膜,表层腐蚀产物中Cu CO3含量相对较低,细菌腐蚀导致试样在含菌介质中的耐蚀性比其在无菌介质中的差;经560℃时效处理试样的表层覆盖稀薄生物膜,细菌对试样腐蚀破坏作用弱,表层腐蚀产物中Cu CO3含量高,Cu CO3对试样的保护作用大于细菌的破坏作用,使得其在菌液中的耐蚀性比其在无菌环境中的有所提高。     

微观组织对2205双相不锈钢氢脆敏感性的影响

采用金相显微镜,氢渗透试验和慢应变速率拉伸试验结合扫描电镜研究了微观组织对2205双相不锈钢氢渗透行为及氢脆敏感性的影响。微观组织分析表明,随着固溶处理温度升高,铁素体含量升高,奥氏体含量降低。氢渗透试验结果显示,随着铁素体含量升高,氢在2205双相不锈钢中的扩散系数增大。结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌观察发现,950 ℃固溶处理的2205双相不锈钢的氢脆敏感性较高,呈现脆性断裂;而1050 ℃固溶处理试样中的铁素体和奥氏体含量较均衡,氢脆敏感性较低,呈韧性断裂特征。     

不锈钢棒材应变不均匀对两相微观结构演变的影响

双相不锈钢热轧制备过程中应力应变分配不均，导致奥氏体相和铁素体相软化、相变竞争激烈，组织结构演变和性能调控复杂。以热轧2209双相不锈钢棒材为研究对象，采用有限元仿真技术对Φ43 mm棒材6道次热连轧过程进行三维热力耦合模拟，结果表明，棒材横截面上特征区域的应变与温度变化分布极不均匀；中心金属温度最高且塑性应变最大。对棒材不同特征区域的微观分析表明，在棒材表面和内部，两相体积占比不均匀且晶粒动态再结晶不协调，棒材表面δ→γ相变占据主导；然而在棒材内部区域，在高温高应变速率工况下，发生γ→δ逆相变。因此通过控制轧制工艺改善不锈钢两相协调变形行为，从而全面提升棒材力学性能。