15-5PH不锈钢初期点蚀的电化学特性

模拟研究15-5PH不锈钢在6% FeCl15-5PH不锈钢,点蚀,电化学阻抗谱,扫描Kelvin探针,国家自然科学基金(50901041);江西省自然科学基金(2009GZC5009);江西省教育厅重点实验室基金(DB200901399);江西省教育厅科技项目(GJJ11524)资助模拟研究15-5PH不锈钢在6%FeCl₃溶液中浸泡不同时间的初期点蚀规律,采用电化学阻抗测试和扫描Kelvin探针技术研究15-5PH不锈钢初期点蚀过程中的电化学行为。结果表明,随着浸泡时间增长,电化学反应电阻和阻抗模值逐渐减小,EIS谱由一个时间常数逐渐变成两个明显的时间常数.随着腐蚀的不断进行,不锈钢表面阴极区和阳极区不断发生变化,呈现局部腐蚀的特征,表面电位也逐渐升高,阴极区和阳极区变得明显,腐蚀反应处于加速过程。     

循环静水压力对牺牲阳极阴极保护的影响

实验模拟了常压和3.5MPa静水压力循环作用下,牺牲阳极阴极保护系统(CP)中阳极对阴极的保护。利用电化学测试法,结合SEM分析,对CP系统进行了电化学测量和腐蚀形貌观察,并对腐蚀产物进行了XRD成分分析。结果表明：在循环静水压力下,阴极的保护电位升高;牺牲阳极表面形成了一层相对致密的腐蚀产物壳层,导致其工作电位升高,放电能力下降;CP系统中斜率参数增大,牺牲阳极对阴极的保护效果变差。     

17-4PH不锈钢的析氢行为

采用电化学测试的方法评价了两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的阴极极化行为;采用充氢试验研究了两种强度的17-4PH不锈钢在-1.1V(SCE,下同)电位下阴极极化15d后的含氢量;采用慢应变速率试验研究了两种强度17-4PH不锈钢在充氢后的氢脆系数。结果表明:两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的析氢转变电位均在-0.90V左右;低强度不锈钢的氢质量分数约为2.55×10~(-4)%,而高强度不锈钢的氢质量分数则高达6.84×10~(-4)%;试样充氢后,高强度不锈钢的脆性明显增加,而低强度不锈钢的脆性增加不明显,高强度不锈钢的氢脆系数远超过25%,此时材料已存在氢脆危险,而低强度不锈钢的氢脆系数约为18%左右,尚处于氢脆安全区。     

铁基牺牲阳极的研究进展

针对铁基牺牲阳极在工业生产中的应用,分析了铁基牺牲阳极对电位较正金属 (如Cu、不锈钢和钛合金) 阴极保护的可行性。综述了几种铁基材料作为牺牲阳极的性能,以及作为牺牲阳极在保护Cu、不锈钢和钛合金中的实际应用。提出了铁基牺牲阳极未来的研究重点和发展方向。     

马氏体不锈钢表面低温渗碳层腐蚀行为研究

本文采用低温等离子渗碳技术对431、15-5PH和17-4PH等马氏体不锈钢进行了不同温度下的改性处理,利用极化曲线和阻抗谱等方法研究了低温渗碳层的腐蚀行为。结果表明,15-5PH和17-4PH不锈钢,随渗碳温度升高,渗碳层表面耐蚀性略有下降,而431不锈钢则相反;三种不锈钢表面的低温渗碳层腐蚀机理相同,且不随温度发生改变。     

温度场下17-4PH钢喷丸表面残余应力松弛及疲劳强度

采用喷丸处理对17-4PH不锈钢进行表面强化,研究了温度场对其残余应力和疲劳性能的影响。结果表明,结合扫描电镜等微观结构分析,采用X射线无损检测技术对室温下17-4PH不锈钢在不同喷丸参数处理后的表面残余应力进行了评价,利用旋转弯曲疲劳试验机测试了喷丸后样品的S-N疲劳曲线。然后,采用优化的喷丸处理方法,研究了17-4PH材料在150、300和450 ℃不同温度场下的高温疲劳性能和表面残余应力松弛特性。实验结果表明,17-4PH不锈钢的最佳室温喷丸工艺应选用低强度喷丸参数。同时,针对此最佳喷丸强化工艺的高温疲劳试验表明,当环境温度T<300 ℃时,喷丸能显著提高17-4PH不锈钢的疲劳寿命,当温度T>450 ℃时,17-4PH的疲劳性能反而显著降低。进一步分析表明,对于喷丸后17-4PH的高温服役,其疲劳性能降低机理是由于残余应力的严重松弛和表面完整性的降低。     

温度场下17-4PH钢喷丸表面残余应力松弛及疲劳强度（英文）

采用喷丸处理对17WPH不锈钢进行表面强化,研宂了温度场对其残余应力和疲劳性能的影响。结果表明,结合扫描电镜等微观结构分析,采用X射线无损检测技术对室温下17-4PH不锈钢在不同喷丸参数处理后的表面残余应力进行了评价,利用旋转弯曲疲劳试验机测试了喷丸后样品的S-N疲劳曲线。然后,采用优化的喷丸处理方法,研究了17-4PH材料在150、300和450℃不同温度场下的高温疲劳性能和表面残余应力松弛特性。实验结果表明,17-4PH不锈钢的最佳室温喷丸工艺应选用低强度喷丸参数。同时,针对此最佳喷丸强化工艺的高温疲劳试验表明,当环境温度r300℃时,喷丸能显著提高17-4PH不锈钢的疲劳寿命,当温度7450℃时,17-4PH的疲劳性能反而显著降低。进一步分析表明,对于喷丸后17-4PH的高温服役,其疲劳性能降低机理是由于残余应力的严重松弛和表面完整性的降低。     

船体压载舱牺牲阳极阴极保护的数值模拟

数值模拟计算技术是研究牺牲阳极阴极保护效果的有效手段,采用边界元数值模拟分析软件对船体压载舱牺牲阳极阴极保护进行了数值模拟分析。结果表明,根据常规牺牲阳极设计,常规数值计算压载舱内表面电位范围稍宽(即-800~-1 100mV,相对Ag/AgCl参比电极,下同),通过调整牺牲阳极位置,表面保护电位范围收窄(即-890~-1 110mV),保护效果变好。     

热老化对核电阀杆用17-4PH钢电化学腐蚀性能的影响

为了研究热老化时长对核电阀杆用17-4PH不锈钢电化学腐蚀性能的影响,在温度350℃、压力16.5 MPa下对17-4PH钢开展加速热老化试验,采用PARSTAT 2273电化学工作站和扫描电镜(SEM)研究了经不同时长热老化17-4PH钢在0.6M氯化钠溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明,随热老化时间的延长,17-4PH钢的开路电位OCP、自腐蚀电位E_(corr)和点蚀电位Φ_b负移,自腐蚀电流I_(corr)和钝化电流I_p增大,电荷转移电阻R_(ct)减小,双电层电容C_(dl)增大。经不同时长热老化后,17-4PH钢在0.6 M氯化钠溶液中的表面活性增加,钝化膜溶解速率增加,腐蚀反应阻力减小,耐腐蚀性能降低。SEM结果表明,不锈钢中的第二相不仅会导致不锈钢内部形成腐蚀微电池,加速腐蚀速率,还破坏了不锈钢表面钝化膜的完整性,导致不锈钢耐腐蚀性能下降。     

沉淀硬化不锈钢表面低温等离子渗碳层组织结构和性能

本研究对15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了460 ℃等离子体渗碳处理。利用金相观察、X射线衍射分析对渗碳层组织和相结构进行表征,采用显微硬度计测量渗碳层的硬度,通过极化曲线研究渗碳层在3.5 wt% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,经等离子渗碳后,15-5PH和17-4PH不锈钢表面均形成了“双层”组织,渗层主要由含碳“膨胀”马氏体α′_C和少量Fe₃C相组成,渗碳后不锈钢硬度均显著提高。在本试验条件下,渗碳后不锈钢试样的耐蚀性均略有下降,其中15-5PH和17-4PH不锈钢,随着渗碳时间增加,耐蚀性均没有明显变化,而随着渗层深度的增加,15-5PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性逐渐变差;而17-4PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性先增加后降低。     

Improvement of the Fatigue Properties of Investment-cast Steels as a Result of HIPing

Abstract

Two alloys, a ferritic stainless steel, 17/4PH, and a 3% CrMo low alloy steel, CLA3, were produced as investment-cast bars, processed in air. For each alloy, half the number of bars were heat-treated and machined to provide rotating bend fatigue test pieces. The others were HIPed and heat-treated before preparation of the test pieces. Tensile tests and a limited metallographic examination were carried out. The results show that HIPing gives considerable improvements in tensile ductility and fatigue strength, as judged by the Fatigue Endurance Ratio (FER). For the 17/4 PH alloy, a FER of 0.42 was obtained, whilst for the CLA3 alloy, the FER was 0.47, each about 90% of the wrought state value. HIPing also reduced the scatter in the test results. For interest, the results are compared with those obtained during a recent NEL/BICTA project.     

SLM成形17-4PH不锈钢微观组织与动态断裂性能

通过激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术制备了17-4PH不锈钢,采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction, EBSD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)等方法对沉积态和固溶态试样微观组织结构进行了分析.通过示波冲击试验确定了裂纹萌生扩展的特征阶段和动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线),研究了微观组织与动态断裂性能之间的关系.结果表明,沉积态试样主要由<100>择优且沿增材方向拉长的δ铁素体柱状晶、取向随机的细小马氏体,以及少量奥氏体组成,不同截面具有显著的组织各向异性;大尺寸δ铁素体柱状晶与细小晶粒的结合面作为薄弱环节,使其脆性增加,J-R曲线的撕裂模量较低,以准解理方式断裂.固溶热处理明显弱化组织各向异性,微观组织由尺寸细小、均匀的马氏体组成,其冲击吸收能量提升1倍,动态断裂韧性优良,属于韧性断裂.大尺寸δ铁素体柱状晶与周围细小马氏体晶粒界面结合较弱是沉积态17-4PH不锈钢动态断裂性能较差的主要原因.     

电偶电流评价牺牲阳极性能

依据牺牲阳极与A3钢偶合后的电极动力学,电偶电流Ig的时间积分电量值为牺牲阳极实际发出电流量,电偶电流Ig的时间积分电量值与铜库仑计效率存在一定的关系,通过测试铸造铝合金牺牲阳极和A3钢在3%NaCl溶液中偶合后的电偶电流Ig,表明用电偶电流快速评价铸态铝合金牺牲阳极性能可行,可以用来筛选牺牲阳极配方.     

17-4PH不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了17-4PH马氏体沉淀硬化型不锈钢的离子渗氮工艺。结果表明,当离子渗氮温度为500℃,N2:H2=1:3时,17-4PH马氏体不锈钢的渗层表面硬度可达1324 HV0.1,渗氮层深度为0.12mm,基体硬度达到38.3 HRC。     

调整处理对17-4PH不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了固溶后直接时效状态和调整＋时效状态的17—4PH不锈钢在人工海水中的耐蚀性能，并对显微组织作了观察和分析。结果表明，17—4PH不锈钢过调整处理后再进行时效处理，自腐蚀电位和点蚀电位升高而年腐蚀率下降，耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样。其原因是17-4PH不锈钢经过调整处理后进行时效可避免贫铬区的形成，并使马氏体组织呈细小化特征，材料的组织均匀性提高。     

Water Droplet Erosion Behavior of High-Power Diode Laser Treated 17Cr4Ni PH Stainless Steel

This article deals with water droplet erosion (WDE) behavior of high-power diode laser (HPDL) treated 17Cr4Ni PH stainless steel. After HPDL treatment, the water droplet erosion resistance (WDER) of 17Cr4Ni PH stainless steel has not improved. The main reason is the surface hardness, which has not improved after HPDL treatment though the microstructure has become much finer. On the other hand, precipitation hardening of the alloy at 490°C for 3 h has resulted in improved WDER more than twice. This is because of its increased microhardness and improved modified ultimate resilience (MUR), and formation of fine grained microstructure. The WDER has been correlated with MUR, a single mechanical property, based upon microhardness, ultimate tensile strength, and Young’s modulus. WDERs of HPDL treated, untreated, and precipitation hardened 17Cr4Ni PH stainless steel samples were determined using a WDE test facility as per ASTM G73-1978. The WDE damage mechanism, compared on the basis of MUR and scanning electron micrographs, is discussed and reported in this article.     

中温时效对17-4PH不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm~2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。     

热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响

研究了不同热处理对17-4PH不锈钢组织及性能的影响。试验表明该钢经固溶处理后,随着时效温度的升高,17-4PH不锈钢的硬度先升高后降低,在460℃时效2 h时获得最大的硬度值。     

Corrosive-wear resistance of stainless steels for the impeller of slurry pump used in zinc hydrometallurgy process

1. IntroductionA number of pumps have been widely used in thefollowing fields: water power, electric power, smelting,coal mine, oil field, chemical plant, papermaking and soon. The wet parts of pump (mainly consists of impellerand pump shell etc.) can easily be damaged due to theerosion and corrosion of the slurry, namely the combinedcorrosion wear (C-W) or erosion-corrosion (E-C) [1-3]. Ithas been reported that C-W is responsible for more than5 % of the total wear encountered in industrial …