非金属夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的综述

摘要：首先,总结了3种常用的非金属夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的研究方法,即原位腐蚀观察、微区电化学法、原子力显微镜。其次,总结了硫化物、氧化物、稀土夹杂物3种不同类型夹杂物对不锈钢耐腐蚀性能影响。随着硫化物含量的增多,不锈钢的耐点蚀性能会下降;对于氧化物的影响,目前的研究集中在氧化物的成分对不锈钢耐点蚀性能的影响。不同成分的夹杂物对不锈钢耐点蚀性能的影响机制还不是很清楚;稀土夹杂物对不锈钢点蚀的影响主要与稀土对不锈钢中夹杂物改性有关。而后,汇总了目前提出的夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的机制,即贫Cr区机制、微缝隙机制、活性机制。贫Cr区机制主要用于解释硫化物引起的点蚀,后2种主要用于解释氧化物引起的点蚀。最后,提出了夹杂物控制提升不锈钢耐点蚀性能的展望。     

非金属夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的综述

首先,总结了3种常用的非金属夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的研究方法,即原位腐蚀观察、微区电化学法、原子力显微镜。其次,总结了硫化物、氧化物、稀土夹杂物3种不同类型夹杂物对不锈钢耐腐蚀性能影响。随着硫化物含量的增多,不锈钢的耐点蚀性能会下降;对于氧化物的影响,目前的研究集中在氧化物的成分对不锈钢耐点蚀性能的影响。不同成分的夹杂物对不锈钢耐点蚀性能的影响机制还不是很清楚;稀土夹杂物对不锈钢点蚀的影响主要与稀土对不锈钢中夹杂物改性有关。而后,汇总了目前提出的夹杂物对不锈钢耐点蚀性能影响的机制,即贫Cr区机制、微缝隙机制、活性机制。贫Cr区机制主要用于解释硫化物引起的点蚀,后2种主要用于解释氧化物引起的点蚀。最后,提出了夹杂物控制提升不锈钢耐点蚀性能的展望。     

节镍含稀土23Cr型双相不锈钢点蚀性能研究

为了研究节镍型含稀土双相不锈钢在中性氯化物溶液中的点蚀行为,采用阳极极化曲线、交流阻抗、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)等方法研究了微量稀土元素对23Cr型双相不锈钢耐点蚀性能的影响。研究结果表明,加稀土后,23Cr型双相不锈钢在1.0 mol/L Na Cl溶液中的点蚀电位及钝化能力明显提高,稀土含量为0.028%的实验钢耐点蚀能力最强,稀土能提高23Cr型双相不锈钢的耐点蚀性能;硫化物夹杂是23Cr型双相不锈钢的主要点蚀诱发源;合适的稀土含量可以有效的净化钢液,变质长条硫化物夹杂为球状稀土夹杂;稀土夹杂弥散分布在钢中,且相互独立,不形成腐蚀的活性通道,抑制了23Cr型双相不锈钢点蚀的发生。     

夹杂物对低合金钢点蚀诱发敏感性的影响

为了进一步提高低合金钢的抗点蚀性能,采用Ti/Al脱氧及Ca处理工艺熔炼并轧制制备了试验钢。利用场发射扫描电镜及能谱仪(SEM-EDS)、电化学极化试验及浸蚀前、后夹杂物的原位观测,研究了不同脱氧工艺钢中夹杂物在模拟海水介质中诱导点蚀的行为。结果表明:与Al脱氧钢相比,Ti脱氧钢中形成了富含Ti Ox、数量更多、尺寸更细小的夹杂物,有利于Mn S的局部分散析出,降低其诱发点蚀的危害,采用Ti脱氧工艺有助于提高钢的抗点蚀性能;Mn S诱发点蚀的能力强于氧化物夹杂,点蚀优先在Mn S夹杂与基体的界面处及夹杂物曲率半径小的区域萌生;降低夹杂物的腐蚀活性应该以调控夹杂物的组成为基础,其次优化夹杂物的形貌(球形化),在微米级范围内,夹杂物尺寸对点蚀诱发的影响最小。     

氮对00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢耐局部腐蚀性能影响的研究

本文主要研究了在氯化物介质中氮对00Cr18Ni5Mo3Si2(18-5)双相不锈钢耐孔蚀和耐应力腐蚀性能的影响。结果表明,双相不锈钢中奥氏体相的耐孔蚀性较铁素体相差,故优先受到腐蚀,氮使钢的耐孔蚀性提高,实际上是增加了奥氏体相的耐孔蚀性。研究还表明,氮增加18-5钢在40％CaCl_2溶液中的应力腐蚀敏感性,是由于位错的共平面性滑移引起钝化膜的局部破裂。在中性的25％NaCl+1％K_2Cr_2O_7溶液中,应力腐蚀裂纹始于孔蚀坑,含氮的18-5钢耐孔蚀性提高,从而导致钢的耐应力腐蚀性能的增加。利用俄歇电子谱分析了钝化后钢的表面膜成分,结果表明氮在膜中靠基体侧富集,从而改善了表面膜的性能,这可能是氮提高18-5双相不锈钢耐孔蚀性能的主要原因,     

稀土Ce对1Cr18Mn8Ni5N不锈钢耐均匀腐蚀性能影响

利用电化学的极化曲线及交流阻抗技术研究了不同稀土含量的1Cr18Mn8Ni5N不锈钢在硫酸介质中的腐蚀行为。应用扫描电镜对试样的腐蚀形貌及夹杂物形态进行了观察,利用EDS对夹杂物成分进行了分析。结果表明:钢中加入稀土Ce可改变夹杂物形态,并使其交流阻抗的极化电阻增大,极化曲线的腐蚀电位正移,降低了腐蚀电流密度,抵制了均匀腐蚀,改善了1Cr18Mn8Ni5N不锈钢的耐蚀性。当钢中稀土Ce质量分数为0.022%时,1Cr18Mn8Ni5N不锈钢可获得最好的耐均匀腐蚀性能。     

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr, 1.9Mo, 0.27Nb, 0.20Ti, 0.09Al, 0.36Cu, 0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr, 10.19Ni, 2.02Mo, 0.025P,0.0008S)在20～60℃0.1～1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。     

La-Ce处理对75Cr1钢夹杂物和耐蚀性影响的工业试验

锯片长期在共振、较大侧压力、拉应力以及与冷却介质接触下服役，要求锯片钢具有一定的弹性强度、疲劳强度、冲击韧性和耐蚀性能。钢中非金属夹杂物会打破钢基体的连续性，易引起钢中裂纹的产生，并对钢的耐点蚀性能有着重要的影响。通过对工业试验所生产的不同稀土含量的75Cr1锯片钢进行夹杂物特征分析、电化学极化试验和腐蚀失重试验，研究了稀土处理对75Cr1钢洁净度和耐蚀性的影响。结果表明，适量的稀土处理可以显著脱除钢中氧、硫元素，变质钢中夹杂物，提高钢基体的耐蚀性。未添加稀土的75Cr1钢中总氧质量分数为0.002 0%,总硫质量分数为0.001 2%;钢中典型夹杂物为Mg-Al-O复合氧化物夹杂和CaS+MnS夹杂，夹杂物平均尺寸为2.1μm;钢的点蚀电位和自腐蚀电位分别为-410 mV和-1 000 mV。铈质量分数为0.013 6%和镧质量分数为0.007 2%的75Cr1钢中总氧质量分数和总硫质量分数分别为0.001 1%和0.000 8%;钢中典型夹杂物为RE_xS_y+CaS以及少量的Al₂O₃夹杂，钢中夹...     

NaCl+HCl溶液中Ce对双相不锈钢腐蚀行为的影响

为了研究酸性NaCl溶液中双相不锈钢的耐腐蚀性能,以含微量稀土Ce的UNS S31803双相不锈钢为研究对象,采用电化学阳极极化和交流阻抗相结合的方法测试其在NaCl+HCl混合溶液中的耐腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)观测腐蚀后的形貌特征,采用电子探针(EPMA)检测合金元素与杂质元素的分布特征,分析Ce元素的加入对双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响机制。结果表明,钢中存在两相的选择性腐蚀并伴有局部点蚀,其中铁素体相是腐蚀较严重的相;阳极极化测试与交流阻抗测试结果相吻合,Ce拓宽了试验钢的钝化区间;Ce通过净化钢液、降低S和P元素在相界的偏聚及使Cr、Ni和Mo等合金元素在两相中的分布更均匀等作用,提高了钢的耐腐蚀性能。     

2205双相不锈钢夹杂物水平改善

双相不锈钢中夹杂物含量高低是影响其热塑性的一个重要因素。用光学显微镜和扫描电镜对2205双相不锈钢同期生产的板坯、热轧卷夹杂物进行分析。结果表明,2205双相不锈钢板坯和热轧卷中存在大于20μm的夹杂物,夹杂物以CaO-SiO2-Al2O3-MgO为主,Al质量分数为30%左右,Mg质量分数为10%左右,夹杂物变形能力差。通过控制炼钢过程工艺,以及实施夹杂物变性处理、提高LF弱吹时间、控制浇铸等措施,有效改善了钢中夹杂物水平。改进后,板坯中夹杂物都小于15μm,热轧卷中脆性夹杂物减少,夹杂物都发生了明显变形,夹杂物中Al2O3和MgO含量下降,CaO含量增加。     

Effects of Cu Content on Inclusions and Pitting Corrosion in S32205 Duplex Stainless Steel

Cu is an austenite-forming element in duplex stainless steel, and the precipitation of Cu-rich phase can improve the strength of the alloy. However, the role of Cu element in the corrosion resistance of stainless steel is widely controversial. Herein, the effects of different Cu content on the formation of inclusions and the pitting resistance of duplex stainless steel are studied by using potentiodynamic anodic polarization test, immersion corrosion, scanning electron microscope, and electron probe microanalysis. The results show that the pitting potential decreases significantly with the increase of Cu content, which greatly reduces its ability to resist Cl⁻ corrosion. The reason is that Cu increases the driving force for the formation of Al-containing oxides, which increases the number and size of Al-containing inclusions formed in the process of melting and solidification. At the same time, Cu promotes the formation of Cr-depleted zone, which promotes the formation of microcracks and pitting corrosion between steel matrix and inclusions in duplex stainless steel.     

超级高氮奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能及氮的影响

用电化学测试、化学浸泡等方法研究了超级奥氏体不锈钢00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN(654SMO)的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的性能。通过改变氮含量,研究了氮对奥氏体不锈钢的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能的影响,结果表明,氮和适量的铬、钼结合,能显提高奥氏体不锈钢的耐点腐蚀和缝隙腐蚀的能力,并且随着氮含量的增国,砥体不锈钢的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的能力也增强,对比实验表明,超级奥氏体不锈钢在耐点腐蚀,缝隙腐蚀等局部腐蚀性能方面可以和镍基合金C－276媲美,甚至优于镍基合金。     

Effect of Process Parameters on Clad Quality of Duplex Stainless Steel Using GMAW Process

In recent years, weld cladding are being applied in numerous industries as cost effective engineering solution to use a surface protection layer to protect carbon steel against corrosion attack. The desirable characteristics of cladding alloy are reasonable strength, weldability, resistance to general and localized corrosion attack. The duplex stainless steel having all the desirable characteristic is the candidate material for cladding. However, duplex weld metals have not been studied in detail as duplex stainless steels. Consequently, the properties of duplex weld metals are less well known and only partially understood. In the present study, the properties of duplex weld deposits of the 22 % Cr, 10 % Ni, 3 % Mo, and 0.12 % N type using GMAW process have been investigated. In particular, the influence of welding heat input and shielding gas composition in GMAW process on weld deposit microstructure, impact toughness and resistance to pitting corrosion have been studied. It is observed that concentration of nitrogen of weld deposits influenced by both heat input and shielding gas composition exerted significant effect on microstructure, low temperature toughness and resistance to pitting corrosion.     

钨含量及固溶温度对022Cr25Ni7Mo3.5WCuN钢耐腐蚀性能的影响

研究了钨含量及固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能的影响。通过化学浸泡失重法和电化学极化曲线法,测试了超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能,并运用Thermo Calc热力学计算辅助分析。结果表明,固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能影响效果显著,在1 100 ℃时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN 的耐腐蚀性能达到最佳;在理想的固溶条件下,钨元素有助于钝化膜的形成,钨含量的增加使得022Cr25Ni7Mo3.5WCuN的耐腐蚀性能增强,在钨质量分数为1.5%时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN获得最佳耐腐蚀性能,若钨含量继续增加,打破了α和γ两相的平衡,则耐蚀性能降低。     

合金元素对双相不锈钢2101耐点蚀性能的影响

研究了合金元素对双相不锈钢2101耐点蚀性能的影响规律。结果显示,2101系列合金的浸泡点蚀腐蚀速率在1.9～7.0 g/（m^2.h）之间,与304不锈钢在同一数量级;Mo是提高2101系双相不锈钢耐腐蚀性的关键元素,而N对耐腐蚀性的影响不大;点蚀起源和Thermo-Calc计算结果显示2101成分体系中,铁素体相是耐点蚀性较弱相,提高铁素体相耐蚀性是提高合金整体耐蚀性的关键;当Cr含量固定在21.5%时,Mo作为铁素体形成元素将在铁素体相中富集,提高铁素体相的耐点蚀性能,从而提高合金整体耐蚀性。     

双相不锈钢成分、性能及析出相分析

叙述了常用的超级双相不锈钢的成分、耐蚀性和应用,分析了不同种析出相、有害相、点蚀当量值(PRE)及焊接对双相不锈钢组织和性能的影响,得出通过控制合金化成分,调整点蚀当量值,编制合理的热处理工艺,严格控制有害相析出,使两相比含量比值接近1,可获得良好耐蚀性、高强度和耐磨性的双相不锈钢。     

固溶温度对奥氏体不锈钢022Cr24Nil7Mo5Mn6NbN组织和性能的影响

实验用022Cr24Ni17Mo5Mn6NbN超级奥氏体不锈钢（/%:0.028C,0.33Si,6.21 Mn,24.93Cr,17.03Ni,4.24Mo,0.45N）采用1 t非真空感应+电渣重熔的工艺冶炼,Φ360 mm电渣锭经锻造开坯后轧制为Φ40mm棒材研究了热轧态（终轧1 000℃,水冷）和经1 070～1 180℃固溶后钢的组织、点腐蚀性能和力学性能实验结果表明,随固溶温度的升高,该钢品粒逐渐长大,强度降低,塑性增加,耐点腐蚀性能得到改善。采用1 120℃进行固溶,该钢可以获得均匀的组织、优异的点腐蚀性能和良好的综合力学性能。