不同合金成分的T91/316L焊缝在550℃高流速液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为

T91/316L异种钢焊缝在高流速液态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀是T91和316L钢在未来核电领域应用中所面临的重要挑战。利用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同焊丝获得了T91/316L异种钢焊缝,采用自主设计的旋转腐蚀试验装置研究其在550℃高流速(相对流速2.98 m/s)液态LBE中的腐蚀。三种焊缝经过300 h、600 h和900 h的腐蚀试验后,腐蚀表面均表现出明显的方向性。焊缝在高流速液态LBE中的腐蚀机理主要为焊缝基体中Fe、Cr、Ni元素和LBE中Pb、Bi、O元素的溶解与迁移。由于不同元素的溶解度以及所形成氧化物相的稳定程度不同,最终在焊缝表面形成了由疏松外氧化层和致密内氧化物层构成的双层结构。三种焊丝中,利用309L焊丝所得的焊缝的耐高流速LBE腐蚀性最好,利用316L焊丝所得的焊缝次之,利用NiCr-3焊丝所得的焊缝最差。经焊后再热处理所得的焊缝具有更好的耐高流速LBE腐蚀性。     

410不锈钢在550℃流动的铅铋共晶合金中的腐蚀行为

为了研究马氏体410不锈钢在不同流速的高温液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为,本工作对410不锈钢在相对流速为0 m/s、1. 70 m/s、2. 31 m/s、2. 98 m/s的550℃液态铅铋共晶合金中进行600 h试验后的腐蚀现象进行研究,并对不同流速腐蚀试验后的腐蚀试样的表面和截面分别进行XRD、SEM、EDS检测。结果发现:随着相对流速的增大,腐蚀样品表面的氧化层越来越致密,氧化层的厚度也不断增厚。这是由于传质速率的增大加快了氧化层的生成速率;腐蚀样品表面的氧化层主要分为外氧化层和内氧化层,外氧化层主要由Fe_3O_4以及部分渗入的Pb-Bi组成,内氧化层主要为尖晶石结构的(Fe,Cr)_3O_4;在腐蚀过程中同时发生晶间腐蚀和氧化腐蚀现象。     

铅铋共晶合金的流动速度对CLAM钢腐蚀行为的影响

为了研究中国低活化马氏体(CLAM)钢在不同相对流速铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀行为,本研究对CLAM钢在550℃不同流动速度(0 m/s、1. 70 m/s、2. 98 m/s、3. 69 m/s、4. 77 m/s)的液态LBE中进行了500 h的腐蚀试验。试验后分别对腐蚀试样表面进行SEM、XRD检测以及对试样截面进行SEM-EDS和面扫描检测。结果表明,经过500 h腐蚀试验后的试样表面均形成双层结构的氧化层,外氧化层由Fe_3O_4组成,内氧化层由(Fe,Cr)_3O_4组成。在LBE相对流速从0 m/s增大到2. 98 m/s的过程中,试样表面氧化层的厚度逐渐增大,这是由于相对流速的增大提高了Fe元素的溶解速率和O元素的扩散迁移速率,进而导致试样表面发生严重的氧化腐蚀。而当LBE相对流速从2. 98 m/s继续增大到4. 77 m/s时,CLAM钢表面的氧化层厚度逐渐减小,这是由于随着LBE相对流速的进一步增大,试样表面冲蚀腐蚀程度逐渐加重,外氧化层厚度因遭受一定程度的剥落而急剧减小,进而使得试样表面总氧化层的厚度逐渐减小。本研究结果为未来ADS嬗变系统的实际应用提供了数据支持和参考。     

海水环境中Cl-浓度对316L不锈钢腐蚀行为的影响

为了探明Cl~-浓度对海水环境下金属材料的腐蚀影响,通过极化曲线、交流阻抗和循环伏安曲线,并结合Mott-Schottky曲线,分析了在不同Cl~-浓度的海水模拟溶液中316L不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明:在海水环境中,高浓度的Cl~-环境会使316L不锈钢试件的容抗弧直径减小,腐蚀电位下降,抗腐蚀能力变弱;在高Cl~-浓度下,不锈钢表面钝化膜更易破裂,且钝化膜的自我修复能力受到抑制; Cl~-浓度越大,空间电荷层厚度减少变化趋势越快,钝化膜腐蚀溶解的速率越快,316L不锈钢发生腐蚀的概率越大。     

316L和Hastelloy C合金在不同温度循环废酸中的耐蚀性能

为了解316L和HastelloyC合金在不同温度的循环废酸中的耐蚀性能,利用静态挂片试验、电化学试验和扫描电镜研究了2种合金在不同温度循环废酸中的腐蚀速率及形貌。结果表明：在50℃的循环废酸中,316L和HastelloyC合金均具有优异的耐蚀性,且耐蚀性相当;316L和HastelloyC合金的腐蚀速率均随循环废酸温度的升高而增加,316L合金的增加缓慢,HastelloyC合金的增加急剧;当温度由50℃升高到80℃时,循环废酸的氧化性增加,Mo含量较高的HastelloyC合金在循环废酸中不能形成完整、致密的钝化膜,从而使其耐蚀性急剧下降。     

液态GaIn合金对铜的腐蚀机理与防腐蚀技术研究

为了提高Cu耐GaIn合金腐蚀的性能,采用多弧离子镀在纯Cu表面溅射Cr涂层和Al涂层.再利用原位反应和溶胶凝胶法制备出Cr/Cr2 O3/Al2 O3复合涂层、Cr/CrN/SiO2复合涂层以及Al/Al2 O3/Al2 O3复合涂层,将样品置于60℃和200℃的GaIn合金中进行腐蚀试验.GaIn合金会对Cu样表面造成严重的点状腐蚀,但在腐蚀过程中铜镓金属间化合物会附着在铜样表面,从而降低GaIn合金对铜块的腐蚀速率.GaIn合金会对Al/Al2 O3/Al2 O3涂层造成严重的腐蚀,使涂层大面积剥落.Cr/CrN/SiO2涂层在GaIn合金中较为稳定,腐蚀程度低,但最外层的SiO2出现开裂和剥落.Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层在GaIn合金中无明显腐蚀现象.随着腐蚀温度的升高,GaIn合金对样品的腐蚀速率也会有所提高.Cu在200℃时的腐蚀速率是在60℃时的269倍以上,黏附在Cu表面的腐蚀产物主要为CuGa2.Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层抗GaIn合金腐蚀性能最好,Cr/Cr2 O3/Al2 O3涂层在200℃的GaIn合金中腐蚀速率为0.0495μm/h,且对Cu的热导率影响在1％左右.     

316L不锈钢表面激光熔覆Stellite6合金组织及其耐液态铅铋腐蚀性能

为提高316L不锈钢耐高温液态铅铋的腐蚀能力,通过使用同轴送粉的激光熔覆方式,在316L不锈钢表面制备一层Stellite6合金涂层,将其放入400℃的高温液态铅铋中进行500 h高速流腐蚀试验,其中相对流速设置为2.56 m/s.分析涂层的微观组织、物相组成、元素分布、显微硬度值等的变化规律,以及该涂层耐液态铅铋的腐蚀性能.涂层组织由等轴晶、树枝晶、胞状晶及平面晶组成,搭接区晶粒沿不同方向长大;涂层主要有γ-Co、CoCx、(Cr,Fe)7 C3及M23 C6等物相;各组分元素在涂层表面均匀分布,Co、Cr与Fe等元素在基体316L与涂层之间发生明显扩散;Stellite6涂层的硬度平均值为基体材料316L的2.3倍,且最高达到556.8HV.在进行高温液态铅铋高速流腐蚀后,316L不锈钢表面生成了大面积且连续的氧化物,存在大量微型腐蚀坑,Stellite6涂层表面仅存在少量氧化物,未发现明显的腐蚀坑,较好地维持了原貌;Stellite6涂层表面粗糙度值为1.0μm,而316L经腐蚀后的表面粗糙度为2.4μm.Stellite6合金涂层能够有效地提高316L不锈钢基体在高温液态铅铋合金中的耐腐蚀性能.     

两种合金在氯化物熔盐中腐蚀行为研究

氯化物熔盐是太阳能热发电储热系统具有前景的储热介质,但其对金属材料具有很强的腐蚀性。研究了太阳能热发电系统两种常用材料316L不锈钢和Inconel 625合金在900℃的NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2熔盐中的腐蚀行为,采用XRD、带有能谱分析系统的扫描电镜分析了腐蚀产物的相组成和形貌。研究结果表明:两种材料在氯化物熔盐中均腐蚀严重,但在碱土金属氯化物熔盐(MgCl2、CaCl2)中的腐蚀程度要比它们在碱金属氯化物熔盐(NaCl、KCl)中严重得多。与Inconel 625合金相比,316L不锈钢在同种氯化物熔盐中的腐蚀速度较快。造成这种现象的原因是316L不锈钢表面的腐蚀产物FeCr2O4和Fe3O4比Inconel 625合金表面的腐蚀产物更易在氯化物熔盐中溶解。研究结果将有助于太阳能热发电系统的选材和发展腐蚀防护技术。     

热处理对激光选区熔化成型316L合金综合性能的影响

为获得力学性能优良的316L合金,研究了激光选区熔化(SLM)成型316L合金试样在400℃/2 h、900℃/2 h、1050℃/2 h热处理后的微观组织与力学性能.使用拉伸试验机和冲击试验机分别对试样进行拉伸和冲击实验;用数显硬度计测试316L合金在不同热处理工艺下的硬度差别,通过光学显微镜和SEM观察试样的断裂表面组织形貌,分析断裂机理.采用电子背散射衍射仪观察热处理前后晶面的相位变化.结果表明:SLM成型试样在900℃/2 h水冷条件下,抗拉强度最高达到680 MPa;在1050℃/2 h水冷条件下,试样具有最大(18％)的延伸率;试样的硬度随着热处理温度的升高呈现出先升高后降低的趋势.未处理的SLM成型试样沿沉积方向形成柱状晶粒,但经处理的试样随着热处理温度的升高,合金元素固溶重组,晶面位向差减小,得到较均匀的各向同性配置.     

CLAM钢TIG焊接接头在液态铅铋共晶体中的短期腐蚀行为

研究了中国低活化马氏体(CLAM)钢TIG焊接接头(焊缝和热影响区)在500℃静态饱和氧浓度液态铅铋共晶体(LBE)中的腐蚀行为。未热处理的焊接接头腐蚀时间为200和400 h,回火处理的焊接接头腐蚀时间为400 h。研究发现,钢中有明显的元素的溶解,所有试样表面均形成了具有保护作用的双氧化层,外氧化层为疏松多孔的Fe3O4,内氧化层为致密的Fe-Cr尖晶石,没有发现Pb、Bi渗透进基体材料。回火处理可有效提高焊接接头的耐腐蚀性能,焊缝耐蚀性低于热影响区。     

复合材料对LY12CZ铝合金C-环应力腐蚀性能的影响

采用铝合金C-环试样应力腐蚀试验方法，将碳纤维环氧复合材料与LYl2CZ铝合金相互偶接，研究由于电偶腐蚀的存在，对LYl2CZ铝合金应力腐蚀性能的影响，利用SEM方法对裂纹断口进行了分析。结果表明，复合材料与LYl2CZ铝合金的电偶腐蚀作用，促进了LYl2CZ铝合金C-环应力腐蚀裂纹形成与扩展，电偶作用使晶粒表面的点蚀减少，晶界腐蚀的溶解速率明显加快，晶界的二次裂纹大大增加，而与铝合金偶接的复合材料表面形貌基本无变化。     

316L不锈钢表面纳米化后腐蚀性能研究

对表面纳米化和未经表面纳米化处理的316L不锈钢的样品分别进行点蚀实验和应力腐蚀对比实验,在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中分别测出它们的极化曲线.结果表明,316L不锈钢表面纳米化后抗点蚀性能下降,抗应力腐蚀性能提高.对应力腐蚀断口的SEM 分析发现,316L不锈钢应力腐蚀断口有明显分区现象,断裂形式为韧性断裂,开裂通道既有穿晶型也有沿晶型.     

司太力合金涂层的制备及与液态铅铋相容性研究

铅冷快堆使用具有更高安全性的液态铅铋合金作为冷却剂,是颇具发展前景的先进四代堆型。本研究围绕耐铅铋腐蚀涂层,在奥氏体不锈钢基体上开展司太力合金涂层的制备,分析其组成成分和微观结构。开展涂层的铅铋腐蚀实验,分析其结构完整性、力学性能、表面氧化层及物相组成变化。通过微观结构和力学性能表征,评估司太力合金涂层的耐铅铋腐蚀性能,从而为铅铋快堆的工程应用提供理论支撑和技术支持。     

植酸对咸水介质中316L不锈钢耐蚀性的影响

滨海区地源热泵中材料耐腐蚀性研究是有效开展利用新能源的基础,具有重要意义。采用动电位极化扫描和电化学阻抗谱方法研究了不同植酸组装浓度和组装时间对316L不锈钢在地下咸水介质中耐蚀性的影响,并探讨了植酸与钼酸钠复配形成的自组装膜对316L不锈钢在地下咸水介质中耐蚀性的影响。结果表明:在Cl-质量浓度为10g/L的NaCl溶液中,随着植酸浓度的增加,316L不锈钢自腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势,自组装膜对316L不锈钢的防护作用先增强后降低;随着自组装时间的延长,植酸自组装膜对316L不锈钢的缓蚀率先上升后下降。在自组装时间为6h、植酸浓度为10mmol/L时形成的自组装膜防护效果最好,缓蚀率达到84.17%。向植酸自组装液中添加钼酸钠后,形成的聚合钼酸根通过络合作用和静电作用使316L不锈钢的耐蚀性降低,说明植酸的复配对提高咸水介质中316L不锈钢的耐蚀性是有选择的。这为咸水地区地源热泵系统中316L不锈钢换热器的防护提供了理论指导。     

Localized Corrosion Behavior of 6% Mo Super Austenitic & 316L Stainless Steels in Low pH 3% NaCl Solution

Electrochemical techniques were applied to study the crevice corrosion resistance of two types of stainless steel alloys namely, conventional 316L and 6% Mo super austenitic in acidified 3% NaCI solution at room temperature. Potentiodynamic results showed that 6% Mo alloy possessed a remarkable resistance to crevice corrosion compared with 316L alloy when they are tested in the same solution. The breakdown potential at which passivity broke down for 316L alloy was 0.00 mV (SCE). The corresponding value for 6% Mo alloy could not reach up to the potential value of 700 mV (SCE). 316L alloy suffered extremely from crevice corrosion at room temperature (about 25℃), which indicates that the critical crevice corrosion temperature, below which crevice corrosion does not occur, was lower than the test temperature. For 6% Mo alloy, the critical crevice corrosion temperature was higher than the testing temperature. Electrochemical parameters indicated that 6% Mo alloy exhibited higher crevice corrosion resistance than 316L alloy.     

液态锂与316L不锈钢焊缝的相容性初步研究

利用金相、SEM/EDS及自主研制搭建的LIBS等分析方法,研究了316L不锈钢焊缝在350℃液态锂环境中浸泡500h的静态腐蚀行为,拟为锂回路管道焊缝与液态锂的相容性研究提供一定的数据参考。实验结果显示,316L不锈钢焊缝区在液态锂中以晶间腐蚀形式被腐蚀,焊缝区的晶界腐蚀行为更严重,但没有出现明显的相变。液态锂腐蚀后焊缝区表层的Li的渗透量约是母材区的1.55倍,Li在焊缝区和母材区的渗透深度分别约为5.48μm和3.29μm,均大于焊缝区和母材区截面观察的腐蚀疏松层厚度(~5.0μm和3.0μm)。腐蚀后,碳的质量分数增加了11.03%,表面生成了碳化物,但Cr、Ni、Mo和Mn的质量分数分别减少了2.28%、1.01%、0.47%和0.16%。焊缝表层的Cr在液态锂中的溶解损耗最严重。腐蚀前后焊缝表面的维氏硬度值之比约为3.45∶1,焊缝区的力学性能下降。总之,液态锂对316L不锈钢焊缝产生腐蚀效果。相对母材区,焊缝区更易被液态锂腐蚀。     

地下咸水阴离子协同作用对316L不锈钢耐蚀性能的影响

滨海地区地下咸水对地源热泵换热系统中不锈钢材料的腐蚀十分严重.采用动电位极化扫描和电化学阻抗谱等方法研究了模拟咸水中不同阴离子协同作用下316L不锈钢的腐蚀行为.结果表明:随着Cl-浓度的增加,316L不锈钢耐蚀性降低.SO42-与Cl-协同作用时,高浓度的SO42-抑制了Cl-对316L不锈钢表面膜的破坏,增强其耐蚀性,低浓度的SO42-则降低其耐蚀性;而HCO3-与Cl-的协同作用对316L不锈钢耐蚀性影响的规律与之相反.当这3种阴离子共存时,其协同作用加速了316L不锈钢的腐蚀.这为不同地下水环境条件下地源热泵系统的选材提供了参考.     

形变对LY12铝合金应力腐蚀开裂性能的影响

本文研究了不同的形变时效处理对LY12铝合金应力腐蚀开裂性能的影响。利用扫描电镜和透射电镜观察了各种形变时效状态试样应力腐蚀开裂的断口形貌及其微观组织,探讨了形变提高LY12铝合金应力腐蚀开裂抗力的原因。     

20/316L双金属管的腐蚀失效原因分析

随着20/316L双金属管在油气生产中的推广应用,关于内衬316L不锈钢的腐蚀失效问题日益突出,尤其是条件苛刻的酸性集输环境下,目前相关研究不多.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对20/316L双金属管在含H2S-Cl-的酸性集输环境中出现的腐蚀失效问题进行了系统分析,探讨了腐蚀失效的原因.结果表明:20/316L双金属管腐蚀类型为局部腐蚀,主要分布于内衬管316L的底部.腐蚀失效的主要原因是腐蚀介质中存在高浓度的H2S与Cl-,共同促进了钝化膜的破裂与点蚀的发展.当存在较高浓度的H2S与Cl-时,钝化膜薄弱处与电位较低的非金属夹杂物处易发生钝化膜的破裂与金属基体的快速溶解而成为点蚀源,形成点蚀.     

铁氧化菌作用下316L不锈钢点蚀电化学特性的研究

采用电化学测量、交流阻抗技术、扫描电镜观察和能谱分析等实验方法,研究了316L不锈钢在铁氧化菌(IOB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制,结果表明,在含有IOB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)、点蚀电位(Epit)和极化电阻(Rp)均随浸泡时间的增加呈现出降-升-降的变化趋势;在含有IOB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;IOB的生长代谢活动及其生物膜的完整性和致密性影响了316L不锈钢表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L不锈钢的点蚀.