应力对316L在液态铅铋共晶合金中腐蚀行为的影响

目的 研究应力对316L在高温液态铅铋合金(LBE)中腐蚀行为的影响。方法 将316L制成C型环试样,加载应力后将其置于500 ℃的LBE中腐蚀2 500 h,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析腐蚀程度。结果 在应力作用下,316L在LBE中的腐蚀机制仍然为氧化腐蚀,且形成的氧化层结构和成分与无应力状态下的一致;材料表面氧化层总厚度显著增加,且内/外氧化层之间更容易产生裂纹,随腐蚀时间的延长,外氧化层有剥落的趋势。施加应力后,试样的氧化速率系数从0.190 1 μm/h增大至0.278 1 μm/h,其中内氧化层生长速率增加得更显著。EBSD分析表明,施加应力后,316L组织未发生改变,晶界附近的腐蚀加剧。结论 在应力作用下,基体晶界缺陷密度增加,元素在晶界处的扩散速率增大,内氧化层的生长速度加快,腐蚀速度增加。     

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。     

焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

T91马氏体钢与316L奥氏体钢异种钢的焊接主要应用于超超临界机组(USC)和核电领域中的加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)。本研究采用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同的焊丝,使用钨极氩弧(TIG)焊对T91马氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢进行了焊接,并对焊接接头进行了微观组织和力学性能分析,同时研究了焊后热处理对焊接接头的影响规律。研究结果表明,使用三种焊丝获得的焊缝的微观组织都是粗大的奥氏体枝晶,且其枝晶的晶粒垂直于熔合线往焊缝中心生长。焊态下焊接接头拉伸试样在T91侧的粗晶热影响区(CGHAZ)发生脆性断裂,经过焊后热处理(750 ℃/1 h)的焊接拉伸试样的韧性断裂均发生在316L母材处,且抗拉强度显著上升,这表明焊后热处理能够提高T91/316L异种钢焊接接头的拉伸性能。在未焊后热处理状态下,使用ERNiCr-3焊丝获得的焊接接头焊缝的冲击性能优于其他焊丝。焊态下焊接接头硬度在T91侧熔合线处显著升高,而焊后热处理后T91侧熔合线处的硬度凸起几乎消失。     

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。     

初步研究316L不锈钢焊缝在含氢杂质的液态锂中的腐蚀行为

通过失重法、SEM/EDS、XRD和硬度分析等手段,研究了不同温度下316L不锈钢焊缝区在含0.15%H杂质的液态锂中浸泡500 h的腐蚀行为。实验结果表明,当腐蚀温度为450℃、560℃和720℃时,样品的平均腐蚀速率分别为2.38×10-3g·m-2·h-1、1.10×10-2g·m-2·h-1和1.86×10-2g·m-2·h-1。在焊缝表面上分别发现了晶界腐蚀,大量致密的尺寸为1~2μm的碳化物和少量尺寸为10~20μm的"类尖晶石"结构的碳化物。仅在720℃的腐蚀焊缝截面发现了明显的腐蚀相变层。焊缝表面的平均维氏硬度分别为HV114.05、HV98.52和HV91.65。总之,随着温度的升高,焊缝区腐蚀越严重。焊缝表面的碳化物与H杂质发生化学反应后溶解于液态锂中,加速了焊缝区在液态锂中的腐蚀。     

316L不锈钢在不同电导率海水和NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用线性极化电阻、塔菲尔曲线法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了316L不锈钢(316LSS)在不同电导率海水和NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,316LSS在两种腐蚀介质中的极化电阻(Rp)、自腐蚀电位(Ecorr)和点蚀电位(Eb100)均随电导率的升高而降低。同时EIS显示电导率对电荷转移电阻(R1)影响不大,而对膜电阻(R2)影响较大,说明随电导率的变化,腐蚀介质中侵蚀离子主要影响316LSS的钝化膜的稳定性。316LSS在NaCl溶液中的R2、Ecorr、Eb100值比在相同电导率海水中分别最大减少了6.5×105Ω.cm2、54mV和143mV,说明在电导率相同时,316LSS更易在NaCl溶液中发生腐蚀。因此,在海水源热泵系统应用研究中,应该尽量采用实际海水作为腐蚀介质。     

316L不锈钢在高含氯乙二醇溶液中的腐蚀行为研究

利用模拟实验研究了在高温高压釜中316L不锈钢的失重腐蚀,利用X射线衍射(XRD)仪、能谱(EDS)X射线光电子能谱(XPS)研究了316L不锈钢在高含氯乙二醇溶液中的腐蚀行为.结果表明,316L不锈钢在高含氯乙二醇溶液中生成的钝化膜较薄,其主要成分是Cr2O3、Fe2O3、FeOOH;其腐蚀属于耐蚀型,以点蚀为主.     

316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理

为了探究316L不锈钢焊缝腐蚀微电池的形成机理,通过微观组织观察及电化学试验进行了分析。采用扫描电镜(SEM)对焊件三区(焊缝区、热影响区、母材区)的形貌及元素组成进行了观察分析,采用金相显微镜观察微观组织,并确定晶粒度及非金属夹杂物及其分布。结果表明:316L不锈钢焊缝形成腐蚀微电池的倾向与元素组成、非金属夹杂物和晶粒度大小等因素紧密相关;焊缝三区腐蚀电位、腐蚀电流不同,耐蚀性能差异较大,因而腐蚀电位最低的热影响区与腐蚀电位最高的母材区在电解液中比较容易形成腐蚀微电池,且热影响区可视为此微电池的阳极,腐蚀进程较快。     

2205和316L不锈钢在钾钠混合熔盐中的腐蚀行为

为了研究不同种类不锈钢在混合熔盐中的高温腐蚀行为,在不同温度的钾钠混合熔盐(KCl+Na2SO4+K2SO4)中通过对2205双相不锈钢和316L不锈钢进行不同时长的静态腐蚀试验,研究了2种材料的物相组成以及表面腐蚀形貌、微区成分和腐蚀动力学曲线.结果 表明:2种材料均发生了氧化腐蚀,它们都具有相似的抛物线腐蚀动力学特征,随腐蚀时间的延长,单位面积内腐蚀增重先快速增长后缓慢增长.在600℃和650℃高温腐蚀24 h后,2205双相不锈钢和316L不锈钢有类似的高温腐蚀规律,质量损失分别达到5 mg/cm2左右和8 mg/cm2左右;在700℃下316L不锈钢的腐蚀速率明显低于2205双相不锈钢,这是由于在钢表面较快地形成了NiCr2O4 NiFe2O4和NiO的腐蚀产物层,它们可以有效地减缓腐蚀速率,从而对基体起到了良好的保护作用.     

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。     

316L不锈钢在不同浓度Cl-和CO2条件下的腐蚀行为

为了探明在辽河油田采出水环境中Cl^-和CO₂对316L不锈钢腐蚀行为的影响,通过浸泡实验、交流阻抗(EIS)和极化曲线技术分别研究了不同Cl^-浓度和CO₂分压对316L不锈钢的影响,其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,CO₂分压为0.2,0.4,0.6 MPa,并结合X射线衍射技术(XRD)对腐蚀产物进行了分析。结果表明：Cl^-浓度的增大使容抗弧直径减小,弥散指数降低,腐蚀情况加剧;容抗弧的直径随着CO₂分压的增大先变小后变大,弥散指数先降低后升高,腐蚀情况先加剧后减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜,而CO₂会与基体反应生成FeCO₃,随着CO₂分压升高,FeCO₃保护膜愈加致密。     

316L不锈钢在Cl-和HCO3-协同作用下的腐蚀行为研究

为了探明Cl^-和HCO₃^-协同作用下对316L不锈钢的腐蚀行为的影响,通过交流阻抗(EIS)和循环极化曲线技术考察了不同Cl^-以及HCO₃^-浓度(其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,HCO₃^-浓度梯度为0.01,0.03,0.05 mol/L)对316L在辽河油田地下水环境模拟液中的电化学腐蚀行为的影响情况,并结合金相显微镜对试件腐蚀形貌进行表征,利用X射线光电子能谱(XPS)分析确定其产物成分。结果表明：随着Cl^-浓度的增大容抗弧直径减小,弥散指数降低,点蚀电位降低,腐蚀情况加剧;而随着HCO₃^-浓度的增大,容抗弧的直径增大,弥散指数升高,点蚀电位升高,316L的腐蚀减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜,而HCO₃^...     

316L和45N＋双相不锈钢在食品级H3PO4中的腐蚀行为

为了减少盛装食品级磷酸设备的腐蚀,采用失重法、腐蚀电位-时间曲线、扫描电镜研究了316L不锈钢和45N＋双相不锈钢在食品级H3PO4溶液中的腐蚀行为。结果表明：在55℃,85．0％H3P04溶液中,316L不锈钢的腐蚀速率大于45N＋双相不锈钢;45N＋双相不锈钢表面钝化膜形成速度比316L不锈钢的快;45N＋双相不锈钢在H3PO4溶液中具有很好的耐蚀性,受H3PO4浓度的影响较小,耐蚀性优于316L不锈钢;316L不锈钢的耐蚀性随H3PO4浓度的增加先变好后变差。     

3种合金在80℃H2SO4和H2SO4-HNO3溶液中的腐蚀行为

化工装置常用316L合金、804合金和Hastelloy C合金制造,使用过程中常接触65%～85%H2SO4溶液和65%～85%H2SO4与少量HNO3的混合液。采用静态挂片试验和电化学方法研究了这3种合金在80℃,72%H2SO4溶液和80℃,72%H2SO4+0.1%HNO3混合溶液中的腐蚀行为。结果表明:在80℃,72%H2SO4溶液中,804合金的耐蚀性优于Hastelloy C合金,316L的耐蚀性最差;在80℃,72%H2SO4+0.1%HNO3溶液中,804合金的耐蚀性优于316L,Hastelloy C合金的耐蚀性最差。     

L245钢及Ni-W合金镀层在碱性硫化钠溶液中的腐蚀行为研究

天然气、石油的开采和运输过程中,析出水中的硫含量越来越高,硫的大量沉积导致集输管道连接件的严重腐蚀.为了提高基体钢的耐蚀性,延长连接件的使用寿命,在管道连接件上电镀一层Ni-W镀层,以提高连接件的耐蚀性能.通过浸泡法和电化学方法研究了 Ni-W镀层及L245钢在含Na2S模拟采出水环境中的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM...     

不同钢材在储罐沉积水中的电化学腐蚀行为

目前,鲜有多种钢材在储罐沉积水中腐蚀机制的研究报道。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试技术研究碳钢Q235,管线钢X65、X80,不锈钢316L等4种钢材在原油储罐沉积水中的电化学腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射谱(XRD)对钢材腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明:Q235钢、X65钢和X80钢浸泡24 d后表面生成疏松腐蚀产物,316L钢表面没有明显腐蚀现象发生;Q235(3.462μA/cm~2)、X65钢(4.122μA/cm~2)和X80钢(5.848μA/cm~2)在原油沉积水中极化曲线自腐蚀电流密度远大于316L(0.118μA/cm~2),316L钢极化曲线有明显的钝化区;随着浸泡时间延长,Q235钢、X65钢、X80钢的EIS谱阻抗模值缓慢增加,随后阻抗模值降低,而316L钢的阻抗模值没有明显变化。     

L245钢在不同温度饱和CO_2的NaHCO_3水溶液中的腐蚀行为

碳钢作为运输管道的重要原材料,在油气采集运输中被大量使用,但其在含CO_2的Na HCO_3水溶液的环境中非常容易发生腐蚀。为了解L245钢管材在油气田采集运输中的腐蚀情况,通过浸泡法和电化学方法研究了L245钢在不同温度饱和CO_2的Na HCO_3水溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析了腐蚀产物的表面形貌和成分。结果表明:在饱和CO_2的Na HCO_3水溶液中,当温度从30℃升高至70℃时,L245钢的腐蚀电流密度从167.3μA/cm~2升至762.9μA/cm~2,电荷转移电阻从238.80Ω·cm~2减小到40.29Ω·cm~2,溶液温度的升高加快了物质传递速率,从而导致腐蚀速率增加。     

CO2/O2环境下L320钢在不同流速下的腐蚀行为研究

为了确定L320钢在CO₂/O₂环境中不同流速下的腐蚀行为,通过多相流瞬态模拟仿真软件,模拟目标管道的流动状态,确定室内模拟试验的流速范围,选择L320钢进行CO₂/O₂共存体系下不同流速的高温高压动态反应釜试验,采用扫描电镜、X射线衍射仪对腐蚀产物进行微观形貌表征和成分分析。结果表明:温度和压力随着里程的增加呈现下降的趋势;管道气体流速和壁面剪切力随着里程的增加呈现逐渐上升的趋势。基于Pearson相关系数法,确定了流速是影响腐蚀速率的主控因素。随着流速的增加,L320在CO₂/O₂共存条件下的均匀腐蚀速率逐渐增大。CO₂/O₂共存体系的腐蚀产物为Fe 2 O₃、FeOOH、Fe(OH)3、Fe 3 O 4、FeCO₃等。研究结论可为不同流速下的L320钢在CO₂/O₂共存环境中的防护提供借鉴。     

不同B含量的Pb-Mg-Al-B合金在Cl~-中的腐蚀行为

采用模拟海水浸泡实验、析氢腐蚀、中性盐雾腐蚀试验、电化学法测试,并采用静态腐蚀失重法测定计算合金腐蚀速率,研究了具有核屏蔽性能的Pb-Mg-Al-B合金在3.5wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为,并利用SEM、XRD以及XPS对腐蚀前后合金的表面形貌和腐蚀产物进行分析。结果表明:B含量为1.5%时合金的耐腐蚀性能最好;第二相Mg17Al12以网状形态分布于晶界时对合金腐蚀有明显的阻碍作用;XRD表明腐蚀产物主要为Mg2Pb、PbO、Pb、以及Al2O3、Mg17Al12和含B相AlB2,几乎没有Mg的衍射峰;造成耐蚀性差异的主要原因在于不同元素金属含量对合金微观组织结构的影响。