304不锈钢点蚀行为的电化学阻抗谱研究

综合运用动电位电化学阻抗谱(DEIS)和时间扫描模式下的电化学阻抗谱(TSEIS)研究了304不锈钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的点蚀行为。DEIS的结果表明,在比点蚀电位0.15V负得多的电位0.02V下,亚稳态点蚀就已经开始,并且亚稳态蚀孔的产生与再钝化是随机的,DEIS测试得到的稳态点蚀电位比动电位极化法得到的点蚀破裂电位要负0.05V。TSEIS的结果表明,只有在钝化膜减薄到一定程度后,点蚀的形核才能发生。通过对等效电路中元件参数的分析,揭示了点蚀发展过程中双电层和钝化膜结构的变化特点。     

离子注入Nb不锈钢双极板的耐孔蚀性能研究

为了探索离子注入Nb不锈钢双极板在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的性能,采用极化曲线、恒电位试验和电化学阻抗谱等方法研究了离子注入铌316不锈钢在PEMFC环境中耐孔蚀性能的影响.研究表明:模拟PEMFC环境中316不锈钢和离子注入铌316不锈钢试样均发生孔蚀;Nb离子的注入提高了抗孔蚀性能,且随着介质温度的升高,孔蚀倾向加剧.孔蚀的诱发是离子注入铌316不锈钢表面水解形成Nb(OH)+4,导致钝化膜局部溶解破坏所致.模拟PEMFC环境中316不锈钢表面注入铌层膜电阻Rcoat、电荷转移电阻Rct升高,而注入铌层的电容值Ccoat、双电层电容Cct下降,表明注入铌层成为高电阻、低电容的阻挡层,对基体起到良好的保护作用.     

高氮奥氏体不锈钢熔焊焊缝的氮含量

高氮奥氏体不锈钢是一类具有优良力学性能和抗腐蚀性能的合金结构钢,适当含量的固溶氮是这种钢具备优异性能的前提条件.高氮奥氏体不锈钢能否在工程上得以广泛应用在很大程度上取决于焊后接头性能,为了获得与母材力学性能和抗腐蚀性能相匹配的熔焊接头,焊缝氮含量及氮存在形式的控制至关重要.对熔焊时焊缝氮含量的影响因素进行了阐述,以期为这种钢的焊接加工以及焊接材料的研制开发等相关研究提供一定的借鉴.     

新型耐空蚀Cr-Co-Ni-Mn奥氏体不锈钢研究

制备了一种Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢。与304不锈钢比较,研究了其抗空蚀性能,用TEM观察了空蚀试样的组织结构,并测定了该钢种的强度,利用时效处理研究其组织稳定性。结果表明Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢屈服强度、抗拉强度比常用的304不锈钢高,奥氏体组织稳定,空蚀孕育期长,耐空蚀效果好。TEM观察到试样空蚀作用层有ε马氏体组织,这些形变组织有利于吸收应变能,提高材料耐空蚀能力。综合该钢的性能,在耐空蚀领域有潜在的应用前景。     

一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究

研究了一种新型高氮奥氏体不锈钢在室温条件下的高周疲劳性能.对疲劳性能曲线进行了拟合分析及回归方程方差分析.结果表明,中值寿命的疲劳性能曲线能用指数函数e0.01842SN=109.4151表示.用SEM进行了断口观察,分析结果显示:在低载荷的情况下,断口上准解理断裂的特征很明显;随着载荷的增大,准解理断裂的特征逐渐消失,取而代之的是无特征平面和疲劳条纹.     

高氮低镍奥氏体不锈钢的研究进展

高氮低镍奥氏体不锈钢是一种以氮代镍来获得稳定奥氏体组织的新钢种,它不但可以提高不锈钢的综合性能、节约镍资源,而且可以解决含镍较高的不锈钢用于人体时造成的镍过敏问题,在生物医学领域应用潜力巨大.综述了高氮低镍奥氏体不锈钢的发展历史和现状、不锈钢中氮的作用及高氮钢的主要制备工艺.     

特种设备用双相不锈钢抗点蚀性能研究

点蚀是不锈钢最有害的腐蚀形态之一,点蚀往往是应力腐蚀裂纹和腐蚀疲劳裂纹的起始部位。点蚀是一种腐蚀集中于表面的很小范围内,并深入到金属内部的腐蚀形态,一般形状为小孔状,其危害性比均匀腐蚀严重得多,会引起爆炸、火灾等事故。双相不锈钢兼有铁素体和奥氏体的特性,它将铁素体良好的强度、硬度和奥氏体优良的塑性和韧性结合起来,并具有优良的耐点蚀性能,无论是在力学性能上还是在耐腐蚀性上,双相不锈钢都明显优于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢,可以在点蚀环境中的特种设备上广泛使用。     

8367、904L和316L奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

为了研究8367、904L和316L奥氏体不锈钢在不同环境下的的耐点蚀性能,采用电化学试验和浸泡腐蚀试验,从点蚀当量、临界点蚀温度、点蚀电位和腐蚀速率等方面进行了分析。结果表明：8367、904L和316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的临界点蚀温度分别为66,50,15℃;随着介质温度的升高,8367的临界点蚀点位无明显变化,904L和316L的临界点蚀点位则逐渐降低,且E_b（8367）>E_b（904L）>E_b（316L）;8367不锈钢在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中均具有较低的腐蚀速率,且随着温度升高,腐蚀速率无明显变化;904L和316L在20℃和50℃的4%FeCl₃溶液中的腐蚀速率均大于8367,且随着温度升高,904L和316L的腐蚀速率大幅度增大。     

热力学计算在高氮奥氏体不锈钢研究中的应用

采用Thermo-Calc软件,计算了碳、铬、锰、镍元素和压力因素对22Cr高氮奥氏体不锈钢氮溶解度、凝固过程中相转变以及析出相的影响,并对设计的新型高氮奥氏体不锈钢组织及析出相进行了研究。结果表明:铬元素主要增加液态钢的氮溶解度,增加0.1%(质量分数)的碳即能显著增大奥氏体不锈钢在高温凝固时的最小氮溶解度。锰元素既增加液态钢中的饱和氮溶解度,又增加凝固初期的最小氮溶解度。适当的锰含量能扩大并稳定奥氏体相区,避免"铁素体阱"的出现。少量的镍含量既增加奥氏体不锈钢高温凝固时的最小氮溶解度,缩小高温δ铁素体存在的温度区间,也能使钢在室温下有完全的奥氏体组织。加压冶炼能有效促进氮溶解度。新型高氮奥氏体不锈钢的析出相主要为Cr23C6,Cr2N。采用热力学计算工具可以对高氮奥氏体不锈钢的冶炼、组织控制、热处理和热加工提供科学的指导。     

粉末冶金多孔高氮奥氏体不锈钢的制备及性能

采用粉末冶金方法制备了多孔高氮奥氏体不锈钢并研究其力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,高温气固渗氮能促进双相不锈钢向奥氏体不锈钢的转变,在其显微组织中出现了细条状和颗粒状CrN相析出物。随着造孔剂含量的提高孔隙率随之提高,而力学性能和耐腐蚀性能降低。与普通的多孔不锈钢相比,这种多孔高氮奥氏体不锈钢的力学性能更加优越,源于N的固溶强化和CrN等析出物的强化机制。随着孔隙率的提高多孔高氮奥氏体不锈钢的腐蚀倾向和腐蚀速率逐渐增大,造孔剂含量(质量分数)为10%的试样具有最佳的耐腐蚀性能。提高烧结温度有利于烧结块体的致密化,使腐蚀速率明显下降。     

不锈钢的点蚀机理及研究方法

介绍了不锈钢点蚀定义,点蚀的3种经典形核理论,即穿透理论、吸附理论和局部钝化膜破裂理论,以及点蚀形核后的生长过程.总结了影响不锈钢点蚀行为的内、外因素,包括各因素对不锈钢点蚀行为的影响规律,同时介绍了几种点蚀的测试方法,包括化学浸泡法、极化曲线、电化学阻抗谱、电化学噪声及扫描探针技术及其在点蚀研究中的应用.     

铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究

采用化学浸泡腐蚀试验及微观组织和化学成分分析研究了5种铸造双相不锈钢在6%Fe Cl3溶液中的点腐蚀行为,并与316L奥氏体不锈钢进行了对比。结果表明,铸造双相不锈钢的抗点腐蚀性能均优于316L的,腐蚀速率和点腐蚀深度均小于316L奥氏体不锈钢的;双相不锈钢主要耐点蚀能力合金元素在奥氏体和铁素体相内分布不均匀,铬、钼更多地分配于铁素体相内,而镍、氮则更多地分配于奥氏体相内,铁素体相的耐点蚀指数PRE(Cr%+3.3Mo%+16N%)大于奥氏体相;双相不锈钢的耐点腐蚀性能与化学成分有关,随着PRE的增加,双相不锈钢的耐点腐蚀性能提高,铜元素在铁素体内析出的富铜相导致点蚀优先在铁素体内发生和发展。     

316L奥氏体不锈钢点蚀的原位声发射监测

为了研究316L不锈钢自然点蚀的生长规律,发展基于声发射技术的小孔腐蚀监测方法,利用声发射技术原位研究了316L奥氏体不锈钢在pH=1.0和中性(pH=6.7)的3.5%NaCl溶液中的自然点蚀状况,同时监测了开路电位E_(OCP);通过扫描电镜对试验后样品的表面形貌进行表征,并通过Matlab平台对声发射信号进行聚类分析。结果表明:316L奥氏体不锈钢的自然点蚀具有不同的孕育周期,声发射信号的获取跟E_(OCP)的变化具有较好的对应关系。在点蚀快速发展阶段,声发射信号具有较高的绝对能量。在Matlab平台上建立了一套信号处理程序,并对声发射信号进行重新定义,对处理后的信号进行声发射信号参数分析,得到了3类较好的声发射信号聚类,来源于不同腐蚀现象或阶段。其中,在点蚀的快速发展阶段主要以高持续时间高计数和高持续时间低计数2类谐振信号为主。     

不锈钢小孔腐蚀统计规律的研究

本文验证了不锈钢孔蚀最大深度的极值统计规律。采用极值分析方法,对不锈钢孔蚀盘管用小面积的测试数据推测了整根盘管上的泄漏孔数,极值分析推断结果与实际测定的情况符合得很好。同时,还应用了广义线性模型来处理了孔蚀失效率与时间的关系,发现失效率与时间的关系曲线具有“S”型特征。并且证明后勤模型与实验室测试数据之间拟合程度最好。     

Nitrogen Containing Austenitic Stainless Steels

Nickel and nitrogen are the two most widely used alloying elements which can impart the face‐centered‐cubic crystal lattice to stainless steels. With the recent price increases and the price volatility of nickel, nitrogen is ever more important as an alloying element for a number of reasons. First, nitrogen is easily available everywhere and thus is not subject to speculation at the Metal Exchange. Second, in addition to making stainless steels austenitic, nitrogen can also make them stronger and more corrosion resistant. It is also a well and clearly established fact since many years, that nitrogen in solid solution makes austenitic stainless steels more wear resistant and more fatigue resistant. Austenitic stainless steel alloy design with nitrogen has for many years now taken account of the role of carbon. This is not only because carbon is just a useful austenite former, but also because nitrogen reduces the temperature where carbides begin to form. Thus there is always an optimum carbon to nitrogen ratio. Finally it is now well established that carbon in solid solution helps to increase the strength, the corrosion resistance and the wear resistance of austenitic stainless steels. A number of quantitative correlations between alloy composition and materials properties are presented and their useful role in alloy design is pointed out. This will further help to lower the nickel content in austenitic stainless steels or even replace nickel altogether.     

16Cr奥氏体不锈钢晶间腐蚀的敏感性

为了研究1Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢(16Cr奥氏体不锈钢)的晶间腐蚀行为,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和晶间腐蚀试验研究了其在不同敏化温度和冷却方式下,晶间碳化物的析出和耐晶间腐蚀性能的变化。结果表明:16Cr奥氏体不锈钢在敏化温度区间内加热时,晶界碳化物随加热温度的上升而增加,加热温度为850℃左右时晶界析出碳化物最多,主要为Cr_(23)C_6和Cr_7C_3;在敏化温度区间内相同加热温度时,水冷可显著减少其晶界碳化物的析出;16Cr奥氏体不锈钢对晶间腐蚀不敏感。     

Ni-Cu-P钢耐点蚀性能的机理研究

选择Ni-Cu-P钢和碳钢各两种,在pH=10的3%(质量分数)NaCl溶液中进行极化实验,比较钢的点蚀诱发敏感性;在3%海盐水中进行间浸挂片实验,评价钢的点蚀扩展速率;利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)分析钢中夹杂物、腐蚀形貌和锈层的特征。结果表明:Ni-Cu-P钢比碳钢表现出更弱的点蚀诱发敏感性和更小的点蚀扩展速率。较弱的脱氧可降低碳钢的耐点蚀性能,但对Ni-Cu-P钢不产生明显影响。锈层分析结果发现,Ni-Cu-P钢和碳钢内锈层的主要成分接近,但Ni-Cu-P钢的内锈层明显比碳钢致密。Ni-Cu-P钢中Ni和P能有效降低酸化蚀坑内钢基体的腐蚀速率;Cu则有助于致密锈层的形成。     

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.