2205双相不锈钢在HCl溶液中点蚀的AFM和电化学分析

为了解2205双相不锈钢(2205DSS)在0.5 mol/L和1 mol/L HCl中的点蚀行为,用原子力显微镜(AFM)观察了2205DSS在0.5 mol/L和1 mol/L HCl溶液中浸蚀不同时间后的点蚀形貌;通过动电位扫描曲线测试了2205DSS在两种溶液中的耐点蚀性能。结果表明,2205DSS在0.5 mol/L HCl和在1 mol/L HCl溶液中都具有较好的耐点蚀能力。     

316L与2205不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用浸泡、动电位极化等方法研究了316L与2205不锈钢在5%H2SO4溶液中的化学与电化学腐蚀行为,探索两种材料在的稀硫酸溶液中的腐蚀敏感性和耐蚀性。结果表明:在化学腐蚀过程中,316L不锈钢表面出现一些点蚀坑,而2205不锈钢的表面平整光滑,无腐蚀现象发生,2205不锈钢的腐蚀速率约为316L不锈钢的1/10;在电化学腐蚀过程中,316L不锈钢的腐蚀速度与腐蚀倾向大于2205不锈钢。在相同条件下,2205双相不锈钢表现出更好的耐蚀性。     

2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能

采用腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究了不同温度下2205双相不锈钢在不同浓度H2SO4溶液中的耐蚀性,并与传统的20R钢和316L不锈钢作对比。结果表明,三种材质的耐蚀能力由强到弱排序为:2205316L20R;硫酸浓度和温度对腐蚀速率的影响由强到弱排序都为:20R316L2205。在T≤40℃,2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a,耐蚀性等级为1级,评定为完全耐蚀;当温度增加至60℃且硫酸浓度为30%时,其腐蚀速率显著增加,腐蚀深度为27.026mm/a,耐蚀性等级为10级,评定为不耐蚀。高铬含量可以降低不锈钢材料的钝化电位,另一方面可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力,可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。     

时效处理对2205双相不锈钢在Nacl溶液中电化学腐蚀行为研究

采用极化曲线法和电化学阻抗法,研究了时效处理温度和时间对2205双相不锈钢在3.5%的NaCl溶液中电化学腐蚀特性的影响,并借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征其显微组织的变化.结果表明,双相不绣钢的自腐蚀电位随着时效温度(800～900℃)的升高变得愈负,腐蚀速率先增大后减小;随着时效时间(2h、8h、16h)的延长,自腐蚀电位愈负,腐蚀速率逐渐增大;时效析出的σ相是导致高温时效双相不锈钢耐电化学腐蚀能力下降的主要因素.     

2205双相不锈钢在模拟油田采出液中的点蚀行为

采用动电位和恒电位扫描方法研究了2205双相不锈钢在不同温度、不同极化电位和不同Cl-含量情况下的点蚀行为.结果表明:随着温度升高,2205双相不锈钢的点蚀击穿电位下降,钝化区间变窄;2205双相不锈钢在6％NaCl溶液中的临界点蚀温度约为56 ℃;当Cl-质量分数为6％?24％时,随Cl-含量增大,临界点蚀温度降低,...     

含氯环境下温度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响

采用化学浸泡实验研究了6%FeCl_3+1%HCl混合溶液中温度与浸泡时间对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,并分析2205双相不锈钢在含Cl~-环境下点蚀机理。通过高分辨相机与激光共聚焦显微镜及X射线光电子能谱(XPS)观察并分析样品表面形貌及钝化膜成分,采用电化学手段及原子力显微镜分析模拟海水溶液中温度对2205不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:2205双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)在45℃左右,当温度低于45℃时,延长浸泡时间样品表面未出现明显点蚀;温度高于45℃时,随浸泡时间延长点蚀在样品表面随机萌生并长大扩展,55℃时点蚀坑尺寸达到500μm。随着温度的升高,样品钝化区间缩短,点蚀电位显著降低,由30℃时的0.74 V降低到60℃时的0.27 V。XPS结果显示,随温度增加,样品钝化膜稳定性增加,表现为金属稳定氧化物及氢氧化物的含量增加。样品阻抗值的大小随温度的升高不断减小,在30℃时样品阻抗值为5.066×10~5Ω·cm~2,温度升高到60℃阻抗值减小到1.814×10~5Ω·cm~2。随着温度的逐渐升高,2205不锈钢腐蚀速率增大,电化学阻抗值减小,钝化膜的保护能力下降,耐点蚀性能变差。     

时效对2205不锈钢在模拟气田地层水中的电化学性能影响

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了经1040℃(40 min)固溶处理后的2205双相不锈钢经不同时效温度和时间处理后在85℃饱和CO2地层水溶液中的电化学腐蚀特性,并借助金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察其显微组织的变化。结果表明,当800～900℃时效后,双相不锈钢的自腐蚀电位随着时效温度的升高向正向移动,电流密度先增大后减小,在850℃时,钝化区间已不明显,腐蚀速率达到最大;在相同的时效温度下,随着时效时间的延长,自腐蚀电位愈正,钝化区间逐渐缩小直至消失,腐蚀速率随时间的延长逐渐增大。通过微观分析表明,时效析出相σ相是产生点蚀导致高温时效双相不锈钢耐电化学腐蚀能力下降的主要原因。     

2205双相不锈钢在卤水溶液中腐蚀初探

通过动电位极化、电化学阻抗和循环伏安法研究了温度对2205双相不锈钢在卤水中腐蚀行为的影响。结果表明:随着卤水温度的升高,2205双相不锈钢的自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增大,电荷传递电阻降低,点蚀电位负移,钝化区间变窄,耐点蚀性能下降,腐蚀趋势加剧。     

低H2S、高CO2分压条件下双相不锈钢应力腐蚀敏感性研究

目的针对IS15156标准中对双相不锈钢使用条件的限制,研究双相不锈钢2205在不同温度、不同低H_2S分压条件下的开裂敏感性。方法通过模拟我国西部酸性油田低H_2S、高CO_2工况环境,利用高温高压设备,进行了三点弯曲试验,结合失重法测试腐蚀速率,并使用SEM和EDS进行微观形貌观察和腐蚀产物分析。结果双相不锈钢2205的腐蚀速率较低,未超过0.014 mm/a,且硫化氢分压对腐蚀的影响较小,但发现了由氧化铝等夹杂导致的点蚀。双相不锈钢2205在低硫化氢分压的中温(100℃)区发生应力腐蚀开裂,同时发生了选择性腐蚀,铁素体相优先于奥氏体相腐蚀,其他温度条件下仅发现点蚀。硫化氢分压升高时,开裂敏感性有一定程度的降低。结论双相不锈钢2205在低硫化氢分压条件下的开裂类型为氢脆型应力腐蚀开裂。氧化物夹杂诱发点蚀,氢在应力集中区域聚集,发生氢脆。当硫化氢分压从6 k Pa增加到165 k Pa时,局部腐蚀敏感性的增加使氢脆得到缓解,开裂敏感性降低。双相不锈钢2205无法在低硫化氢的中温井口环境中使用,标准中以H_2S分压作为使用限制并不十分完善。     

固溶温度对2205双相不锈钢组织和点蚀性能的影响

对2205双相不锈钢热轧板进行了不同温度的固溶处理,采用光学显微镜和扫描电镜分析了不同固溶状态下的组织演变规律,通过FeCl₃溶液浸泡法研究了固溶温度对2205双相不锈钢点蚀性能的影响。结果表明,950 ℃固溶处理后,组织中有s相;经1000~1100 ℃固溶处理后,由奥氏体和铁素体两相组成。随固溶温度升高,铁素体含量逐渐增加,奥氏体晶粒度减小,孔蚀数量、孔蚀平均尺寸和腐蚀速率均呈下降趋势。经1100 ℃×20 min水冷固溶处理后,奥氏体和铁素体含量约各占一半,组织均匀,表现出良好的耐点蚀性能。     

NaCl溶液的浓度和温度对254SMO和2205不锈钢抗点蚀性的影响

用恒电位法和动电位法研究了254SMO不锈钢和2205双相不锈钢在50 g/L,100 g/L和200g/LNaCl溶液中的临界点蚀温度(CPT)和再钝化温度(CPrT),并绘制了两种材料在不同浓度溶液中的点蚀电位Epit和再钝化电位Eprot随温度的变化图,发现浓度越大,突变区域变缓变宽,材料CPT下降,耐蚀性下降....     

固溶温度对2205双相不锈钢组织和硬度的影响

以热轧态2205双相不锈钢为原材料,在1000～1350℃对其进行30 min的固溶处理,通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计等对固溶处理后的2205双相不锈钢的组织和硬度进行表征.结果表明,随着固溶温度的升高,铁素体含量增加,奥氏体含量减小,双相不锈钢组织发生再结晶和晶粒...     

拉应力对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

目的探究分别在40℃和60℃下,拉应力与2205双相钢耐点蚀性能的关系。方法分析2205双相不锈钢在施加0、140、540 MPa三种拉应力的条件下,于临界点蚀温度以下(40℃)和临界点蚀温度附近(60℃)的3.5%Na Cl溶液中的动电位极化行为,并对比了不同拉应力对2205双相钢阻抗特性的影响。结果动电位极化曲线表明,140 MPa下点蚀电位稳定,40、60℃下击破电位分别为0.7、0.8 V;540 MPa拉应力使双相钢点蚀电位从无应力时的0.9 V下降至0.3 V。阻抗分析表明,40℃时所有样品均为单一阻抗特征,且阻抗值较大,应力会降低阻抗值。在60℃、开路电位条件下,0、140 MPa拉应力时具有较高阻抗,540 MPa拉应力时为具有点蚀萌生的阻抗弧;在60℃、600 m V偏压条件下,0、540 MPa拉应力时呈现点蚀阻抗特征,而140 MPa时阻抗仍较高。阻抗谱等效电路拟合结果结合不锈钢表面微观形貌表明,在40℃溶液中,OCP及600 m V偏压下试样表面均没有发生点蚀,应力对钝化膜电阻Rp没有明显影响,阻抗值为30 000Ω·cm2左右。温度升高至60℃后,钝化膜阻值明显降低;开路电位、540 MPa应力条件下不锈钢发生点蚀,阻抗值由0 MPa下的20 000Ω·cm2左右降到10 000Ω·cm2左右;在600m V偏压下,0、540 MPa拉应力时均发生点蚀,而140 MPa时均未发现点蚀。结论在40℃和60℃,140MPa拉应力可以抑制2205双相钢的点蚀,540 MPa拉应力则加速点蚀的发生。     

热处理对双相不锈钢组织和腐蚀性能的影响

    研究了热处理温度和时效时间对双相不锈钢微观组织及腐蚀性能的影响,结果表明:随着固溶温度提高,双相钢中奥氏体含量增加.固溶温度为1060℃,铁素体含量大约在45%~50%之间,两相比例大约为1∶1,抗点蚀性最好.时效处理时间越长,双相不锈钢中σ相析出越多,其耐腐蚀性能越差.析出的σ相周围形成的贫铬区优先被腐蚀,降低了双相不锈钢抗点蚀性能.     

温度对904L不锈钢耐点蚀性能的影响

采用FeCl3溶液浸泡试验、动电位极化、电化学阻抗谱及体式显微镜研究了904L超级奥氏体不锈钢在不同温度下的点蚀行为。结果表明:溶液温度为25℃时,904L不锈钢具有优异的耐点蚀性能,随着溶液温度的升高,其耐点蚀性能下降,在65℃FeCl3溶液中基体表面产生严重的点蚀坑。在不同温度模拟海水溶液中的电化学测试结果同样表明:随着试验温度的提高,自腐蚀电流密度增大,点蚀电位下降,点蚀敏感性提高;EIS均为单一的容抗弧,温度升高,容抗弧半径减小,材料腐蚀速率增大,耐蚀性降低。     

固溶处理对2205双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响

用不同温度对2205双相不锈钢进行固溶处理,利用定量金相法及硬度法、电化学极化试验、电化学阻抗谱试验的方法研究固溶温度与2205双相不锈钢微观组织和钝化膜特性之间的关系。结果表明,当固溶温度为950 ℃时,有σ相存在,分布于铁素体/奥氏体晶界,当固溶温度为1000 ℃时,σ相消失,铁素体相比例随固溶温度的升高而升高,奥氏体相比例则呈相反规律;电化学试验和阻抗谱试验结果显示,材料在950 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最差,在1050 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最好。     

真空度对2205双相钢在热浓缩海水中点蚀行为的影响

目的研究真空度对2205双相不锈钢在海水淡化环境中耐点蚀性能的影响。方法在1.5倍人工浓缩海水中,采用循环阳极极化曲线与电化学阻抗谱等电化学方法,研究了2205双相不锈钢的点蚀和再钝化行为,并通过扫描电子显微镜对极化后试样的腐蚀形貌进行分析。结果测试了七种不同真空状态下2205双相不锈钢的循环阳极极化曲线和电化学阻抗谱,发现随着真空度的升高,试样的自腐蚀电位和点蚀电位均不断降低,分别约从-256 m V和605 m V下降到-485 m V和363 m V(均vs.SCE),点蚀倾向明显增大。同时,Nyquist曲线中的半圆弧逐渐变得扁平,Bode图中的相位角约从80°下降到77°,但是点蚀电位与再钝化电位之差逐渐升高。不同真空度下循环阳极极化后,试样表面的点蚀坑形貌不完全相同,蚀坑数量随着真空度的升高而明显减少,当真空度升高为0.72时,点蚀坑尺寸明显减小。结论随着真空度的逐渐升高,不锈钢钝化膜的致密性和保护性降低,电化学阻抗值逐渐减小,耐点蚀性能变差,但是再钝化性能却有所增强。循环阳极极化后试样的腐蚀程度减小。     

再结晶退火温度对含Cu铁素体抗菌不锈钢耐蚀性的影响

通过金相分析、FeCl₃点腐蚀试验、点蚀坑形貌观测、极化曲线测试等方法,研究了再结晶退火温度对含Cu铁素体抗菌不锈钢耐蚀性的影响。结果表明:在860～980 ℃范围内保温5 min,含Cu铁素体抗菌不锈钢再结晶程度逐渐提升,耐蚀性先增强后减弱,最佳再结晶退火温度为900 ℃。含Cu铁素体抗菌不锈钢在酸性FeCl₃溶液中点蚀坑呈开放式,随再结晶退火温度的升高,点蚀坑面积及深度减小,在980 ℃退火时其数量明显增多。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。