磷元素的非平衡晶界偏聚对A690M海洋环境用钢耐海水腐蚀性能的影响

采用俄歇能谱分析了A690M海洋环境用钢在600℃回火过程中磷元素的晶界偏聚行为,结合极化曲线和腐蚀锈层的微观分析探讨了P元素晶界偏聚对A690M钢耐海水腐蚀性能的影响。研究表明:A690M钢中P元素的晶界偏聚符合空位-溶质原子复合扩散导致的非平衡偏聚机制;P的晶界偏聚含量越高,锈层内部越易形成层状磷疤坑,使板坯耐海水腐蚀性能降低。     

锈层损伤对低碳贝氏体钢在含Cl^-环境中腐蚀行为的影响

利用电化学、金相、能谱等方法,研究了低碳贝氏体钢在表面锈层受到不同程度的损伤后,在含Cl-环境中的继续腐蚀行为.实验发现,低碳贝氏体钢和作为对比材料的低碳钢试样的表面锈层受损伤后,在继续腐蚀过程中均能很快得到修复.在损伤程度与继续腐蚀时间相同的条件下,低碳贝氏体钢的锈层电阻与损伤修复率均高于低碳钢.低碳贝氏体钢基体/锈层界面的断裂韧性高于锈层本身.在受外界作用时,锈层不会沿基体/锈层界面彻底脱落从而在基体表面保存残留锈层.残留锈层能明显促进新锈层在损伤部位的形成.原有锈层与损伤部位新形成的锈层中Cu和Cr含量接近,并与钢基体的含量相当.     

30Cr3SiNiMoWV超高强度钢的晶界特征与应力腐蚀沿晶断裂

用俄歇电子能谱等方法研究了30Cr 3 SiNiMoWV 超高强度钢回火马氏体组织中原奥氏体晶界上的元素偏聚及其与应力腐蚀沿晶断裂之间的关系。结果表明,在原奥氏体晶界上有明显的碳和磷偏聚。晶界是一个高碳区,存在着一个碳化物微层,磷偏聚在晶界上呈随机性分布。碳化物微层与基体间的界面对氢的强捕集作用及其促进阳极溶解局部化,以及磷对氢原子化合成氢分子的抑制作用,使该钢种易于发生应力腐蚀沿晶断裂。     

外锈层对低碳钢腐蚀影响的电化学分析

选用某型船用低碳钢,在3mass%NaCl溶液中浸泡一年,用电化学技术研究外锈层去除前后低碳钢的腐蚀电化学特征.运用线性极化、电化学阻抗(EIS)和电化学噪声(EN)技术比较外锈层去除前后钢的耐蚀性,分析外锈层对腐蚀的影响;通过对内、外锈层和裸钢腐蚀形貌的显微观察、对内锈层的电子探针(EMPA)和X射线衍射(XRD)分析,研究外锈层对腐蚀影响的机理.结果表明,去除外锈层使钢的耐蚀性减小,腐蚀速率增大;外锈层的去除导致氧更易于向内输送,进而影响内锈层/金属基体界面的电极过程.     

10CrMoAI热轧薄板不同周期盐雾腐蚀的对比分析

目的揭示10CrMoAl钢的耐腐的蚀原因及机理。方法通过对10CrMoAl钢进行盐雾试验(72、168、240 h)来模拟其海水腐蚀,并对试验后的试样进行了腐蚀速率、SEM、能谱、XRD及电化学分析及研究。结果 72、168、240 h盐雾腐蚀周期下,试样的腐蚀速率分别为2.352、1.915、2.218 mm/a。72 h盐雾腐蚀试验后,Cr和Mo主要在靠近基体一侧富集;168 h盐雾腐蚀试验后,Cr主要在靠近外表面的锈层处偏聚严重;240 h盐雾腐蚀试验后,在靠近锈层的基体一侧又出现了Cr和Mo的明显偏聚,并同时出现"白亮层"。随着腐蚀时间的延长,锈层中Fe Cr2O_4和γ-Fe_2O_3含量的变化趋势是一致的,即先不断上升,然后趋于稳定。结论随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率先降低后升高再降低,最后趋于稳定。腐蚀过程是一个周而复始的循环过程:Cr和Mo在锈层与基体交界处不断富集—形成耐腐蚀层—腐蚀脱落—Cr和Mo在锈层与基体交界处富集。这种富集规律对防腐蚀有一定的作用。此外,Fe Cr2O_4在锈层中含量较多时,具有显著的防腐功能。     

硼在钢中的分布

采用经过改进的核反应产物粒子径迹照相技术,研究25MnTiBR钢中硼的分布状态及其对钢的淬透性的影响。试验结果表明,硼的平衡偏聚在高温奥氏体化时消失;硼钢在淬火过程中产生的晶界偏聚是一个非平衡的动力学过程。随奥氏体化后,淬火温度升高使偏聚程度增加,以及在其附近出现贫硼区,是晶界非平衡偏聚的显著特征。在25MnTiBR钢中加入0.4%稀土金属,在一定温度范围内有显著阻碍硼向奥氏体晶界偏聚的作用。这可能主要是由于稀土元素在此温度范围内存在有平衡偏聚的结果;硼和稀土元素在奥氏体晶界偏聚,以一定程度互相配合,对提高钢的淬透性是有利的。     

晶粒尺寸对超低碳IF钢耐大气腐蚀性能的影响

采用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种超低碳IF钢试样.采用浸泡腐蚀、周浸腐蚀、原子力显微镜(AFM)及扫描电镜(SEM)微观分析、电化学阻抗测试等手段对晶粒尺寸与IF钢耐大气腐蚀性能之间的规律进行了研究.AFM及SEM微观分析结果表明,随着晶粒尺寸从15μm增加到220μm,超低碳IF钢浸泡腐蚀后晶界处的局部腐蚀更加严重,腐蚀裂纹处的深度加深,裂纹宽度变宽.超低碳IF钢晶粒尺寸从15μm增加到46μm,周浸腐蚀实验后锈层中空洞和裂纹增多,锈层电阻下降,耐候性下降;晶粒尺寸进一步增大到220μm后,锈层整体致密性得到增加,锈层电阻上升,耐候性得到增加.对晶粒尺寸影响耐大气腐蚀性能的机理进行了讨论.晶粒尺寸增大后晶界能的减少使得腐蚀表面的宏观总体缺陷数量有所减少,耐候性有所提高;但是晶粒尺寸增大后晶界处因局部腐蚀电流密度增大将会在局部造成更深的腐蚀坑槽并降低耐候性;晶粒尺寸的变化对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响不仅要考虑其对晶界局部腐蚀电流密度的影响,而且还必须考虑对基体整体晶界能所造成的影响.     

THE DISTRIBUTION OF BORON IN STEEL

采用经过改进的核反应产物粒子径迹照相技术,研究25MnTiBR钢中硼的分布状态及其对钢的淬透性的影响。试验结果表明,硼的平衡偏聚在高温奥氏体化时消失;硼钢在淬火过程中产生的晶界偏聚是一个非平衡的动力学过程。随奥氏体化后,淬火温度升高使偏聚程度增加,以及在其附近出现贫硼区,是晶界非平衡偏聚的显著特征。 在25MnTiBR钢中加入0.4％稀土金属,在一定温度范围内有显著阻碍硼向奥氏体晶界偏聚的作用。这可能主要是由于稀土元素在此温度范围内存在有平衡偏聚的结果;硼和稀土元素在奥氏体晶界偏聚,以一定程度互相配合,对提高钢的淬透性是有利的。     

模拟工业大气条件下高锰耐候钢的腐蚀行为

应用电化学阻抗谱研究了在模拟工业大气的腐蚀溶液中Mn对耐候钢耐腐蚀性能的影响,并通过锈层电子探针面扫描验证了实验结果。电化学阻抗谱结果显示,在腐蚀初期高锰耐候钢表现出较强的点蚀反应特征,腐蚀后期则显示和比对钢相同的耐腐蚀能力。在模拟工业大气腐蚀条件下,Mn在耐候钢的内锈层中没有产生富集,Cr 和Cu在内锈层和钢基体界面中形成了富集带,这是保护性锈层生成的主要原因。     

耐候钢表面预处理对其腐蚀行为的影响

通过向带锈耐候钢表面喷淋锈层稳定化剂进行预处理,使锈层表面形成了一层化学转化层,并进而研究了其对耐候钢继续腐蚀行为的影响。利用干湿循环交替腐蚀(CCT)、增重实验、场发射扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)和电化学工作站等实验手段对经过预处理及未处理样品进行对比测试。结果表明:该转化层对腐蚀性离子Cl-有显著的拦截效应,并导致样品在腐蚀过程中增重减缓;预处理不改变腐蚀产物的类型,但会造成锈层内非晶相比例上升并使锈层颗粒更加细小;转化层的短期效应与长期影响不同,转化层的存在总体上有利于加速锈层稳定化。     

THE MECHANISM OF NON-EQUILIBRIUM SEGREGATION OF BORON TO AUSTENITE GRAIN BOUNDARIES

业已证实,淬火硼钢中硼向奥氏体晶界的偏聚,是在冷却过程中发生的一种非平衡的晶界偏聚。本文通过解变温扩散方程,导出了非平衡晶界偏聚的理论公式,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系,理论预言与实验结果较好地吻合。 根据实验结果和理论分析,提出这种非平衡晶界偏聚的机制,是在冷却过程中,过饱和空位或双空位带着硼原子向晶界(空位阱)迁移的结果。 基于这种非平衡晶界偏聚的新概念,可以较完满地说明影响硼钢淬透性的众多复杂因素。     

晶界非平衡偏聚与晶体缺陷构型的关系

对Ｆｅ－３０％Ｎｉ合金和超低碳贝氏体钢在高温进行不同方式变形和保温,通过变形、回复、与再结晶,获得秒同的晶体缺陷数量与构型（主要是位错分布形态）。用硼径迹显微照相技术研究了 空冷过程中硼向晶界的非平衡偏聚及与不同形态晶体缺陷的关系。结果表明,在再结晶新晶粒冷却时晶界偏聚明显。晶界附近会出现较显著的贫硼现象,而变形并回复后的原始晶粒中此现象不明显,高温回复阶段形成的多边形化亚晶界（位错墙）对冷却时硼     

热冲压成形22MnB5钢板的组织和性能

采用扫描及透射电镜观察和力学性能实验研究了22MnB5钢板热冲压成形件的组织形貌和力学性能。结果表明,加热温度930℃,保温4.5 min,初始成形温度850℃,冲压速度75 mm/s条件下,22MnB5钢板热冲压成形完成完全马氏体转变,得到均匀板条马氏体组织,组织内产生高密度位错,强度大幅提升,抗拉强度达到1550 MPa。形变有助于动态再结晶并获得更为细小的马氏体组织,促进细晶强化。硼元素在晶界发生偏聚,延长奥氏体转变孕育期,提高了22MnB5钢的淬透性,同时引起点阵畸变,促进相变强化。     

De-alloying of 316 stainless steel in the presence of a mixture of metal-oxidizing bacteria

The corrosion behavior of 316 stainless steel was investigated in the presence of a mixture of metal-oxidizing bacteria isolated from marine environments. Ennoblement of stainless steel in the presence of these bacteria can lead to localized corrosion that confirmed by ESEM images. The corrosion rate of the metals also increased. EDS results showed that these bacteria caused the segregation of Si elements in the metal structure and promoted the depletion of Cr and Fe contents in the corrosion products. Thus, the de-alloying of stainless steel can occur in the presence of metal-oxidizing bacteria.     

Boron distribution in a low-alloy steel

Boron distribution in a low-alloy steel (15B26:0.25C-0.29Cr-0.03Ti-0.028Al-0.0016B) has been characterized employing Fission Track Etching (FTE) method. The characteristics of boron distribution with variation of cooling rate after austenitization and through case-hardened depth after carburization were analyzed. Hardenability of 15B26 steel was also evaluated through Jominy-end-quench test and the results are as follows: It was observed that, in austenitized 15B26 steel, boron was distributed uniformly over the whole area of specimen with a little segregation along the austenite grain boundaries at higher cooling rates and boron precipitates were formed in the intergranular as well as transgranular regions at lower cooling rates. Jominy equivalents (HRC 35) of 15B26 steel were fairly increased between the Jominy temperatures of 820°C and 850°C, which might result from the increase of the amount of soluble boron in austenite due to the dissolution of borocarbides between 820°C and 850°C. In carburized 15B26 steel, the different through thickness features of boron distribution from the carburized surface were found; coarse nodular boron precipitates up to the depth of 150 μm; uniform distribution of dissolved boron between 150~650 μm; and segregation of boron atoms along grain boundaries in the regions deeper than 650 μm.     

微量溶质元素在金属晶界的偏聚

溶质元素在金属晶界的偏聚可以分为两类，即平衡偏聚和非平衡偏聚。本文回顾了这两类偏聚现象及其机理，着重讨论分析了有重要工程用途的三类典型的晶界偏聚：硼在奥氏体晶界的两类偏聚的实验规律及对硼钢淬透性影响；磷在奥氏体晶界的平衡偏聚及对钢回火脆性的作用，钢中的其他合金元素对磷的偏聚的影响；硼在多种金属间化合物的偏聚及对这些金属间化合物塑性的影响及其机理。     

硼在超低碳钢铁素体相变中的行为

用显微组织与硼的自射线径迹显微照相（ＰＴＡ）定位对照方法,研究了超低碳钢铁素体相变中微量硼的行为。发现在等温铁素体相变发生前,硼已偏聚在奥氏体晶界上。沿晶界长出的小块铁素体中硼浓度明显高于奥氏体,但随铁素体长大,其硼含量逐渐与母相持平。在铁素体／奥氏体,铁素体／铁素体边界上没有形成明显的硼偏聚。这些现象表明,铁素体长大不受硼在奥氏体中扩散的控制。     

The Effect of the Surface Alloying of the Diffusionally Chromized Carbon Steel 45 with Boron and Niobium on Its Corrosion-Electrochemical Behavior in Acidic Environments

The corrosion-electrochemical behavior of a chromized carbon steel 45 in acidic environments with various redox properties is studied depending on the additional surface alloying of the steel with boron and niobium. With the use of physical methods (raster electron microscopy, X-ray spectral microanalysis, X-ray diffraction and metallographic analyses, and track autoradiography), the structure of diffusion layers and the distribution of the main components in them are studied. On the basis of the results obtained, a hypothesis about the role of boron and niobium in the corrosion resistance of a chromized steel is put forward, and the optimum conditions for inhibiting the corrosion with the aid of these admixtures are found.     

Grain boundary segregation and fracture behavior of boron containing Fe-Mn-Ni-(Mo,w) age hardening alloys

The effects of boron addition on the grain boundary segregation and fracture behavior of tempered Fe-Mn-Ni-Mo and Fe-Ni-Mn-W steels were investigated. High segregation of Mn to prior austenitie grain boundaries resulted in severe grain boundary embrittlement in W-bearing alloys. Boron addition did not significantly affect the grain boundary segregation of other alloying elements. Nevertheless, improvement of tensile properties is observed in 16 ppm boron doped W-bearing steel. Segregation of boron itself to grain boundaries is believed to affect the grain boundary strength of this alloy. Lower Mn segregation in Mo containing steels resulted in the ductile fracture when tempered at 480°C.