海水环境中Cl-浓度对316L不锈钢腐蚀行为的影响

为了探明Cl~-浓度对海水环境下金属材料的腐蚀影响,通过极化曲线、交流阻抗和循环伏安曲线,并结合Mott-Schottky曲线,分析了在不同Cl~-浓度的海水模拟溶液中316L不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明:在海水环境中,高浓度的Cl~-环境会使316L不锈钢试件的容抗弧直径减小,腐蚀电位下降,抗腐蚀能力变弱;在高Cl~-浓度下,不锈钢表面钝化膜更易破裂,且钝化膜的自我修复能力受到抑制; Cl~-浓度越大,空间电荷层厚度减少变化趋势越快,钝化膜腐蚀溶解的速率越快,316L不锈钢发生腐蚀的概率越大。     

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.     

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不锈钢在氯离子环境中的腐蚀行为

为了研究316L不锈钢在含Cl-环境中的腐蚀行为,采用浸泡和电化学相结合的方法,研究了其在不同Cl-浓度溶液中不同浸泡时间的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀形貌.结果表明:316L不锈钢在含Cl-环境中的点蚀程度与Cl-浓度密切相关,随着Cl-浓度的增加,点蚀程度先增大后减弱,当Cl-浓度为3％时,点蚀最严重,当Cl-浓度超过3％时,点蚀减缓;316L不锈钢在NaCl溶液中钝化膜的形成是缓慢的,膜结构具有不完整性,为点蚀的孕育、萌生提供了结构条件,而点蚀一旦形成,在自催化作用下继续发展;316L不锈钢在含Cl-体系中的腐蚀行为是Cl-浓度与溶解氧含量两因素共同作用的结果,溶液中Cl-含量的增加一方面为加速腐蚀提供了物质条件,促进腐蚀;另一方面减少了介质中溶解氧的含量,抑制了腐蚀,两者的综合作用使腐蚀得以控制.     

液态锂与316L不锈钢焊缝的相容性初步研究

利用金相、SEM/EDS及自主研制搭建的LIBS等分析方法,研究了316L不锈钢焊缝在350℃液态锂环境中浸泡500h的静态腐蚀行为,拟为锂回路管道焊缝与液态锂的相容性研究提供一定的数据参考。实验结果显示,316L不锈钢焊缝区在液态锂中以晶间腐蚀形式被腐蚀,焊缝区的晶界腐蚀行为更严重,但没有出现明显的相变。液态锂腐蚀后焊缝区表层的Li的渗透量约是母材区的1.55倍,Li在焊缝区和母材区的渗透深度分别约为5.48μm和3.29μm,均大于焊缝区和母材区截面观察的腐蚀疏松层厚度(~5.0μm和3.0μm)。腐蚀后,碳的质量分数增加了11.03%,表面生成了碳化物,但Cr、Ni、Mo和Mn的质量分数分别减少了2.28%、1.01%、0.47%和0.16%。焊缝表层的Cr在液态锂中的溶解损耗最严重。腐蚀前后焊缝表面的维氏硬度值之比约为3.45∶1,焊缝区的力学性能下降。总之,液态锂对316L不锈钢焊缝产生腐蚀效果。相对母材区,焊缝区更易被液态锂腐蚀。     

S32750超级双相不锈钢在低温模拟海水中的腐蚀行为

为了考察S32750超级双相不锈钢(SDSS)在低温海水中的腐蚀性能,通过浸泡试验、动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了S32750 SDSS和316L不锈钢(316L SS)在5℃的模拟海水(质量分数为3.5%Na Cl)中的腐蚀行为,采用Mott-Schottky曲线对低温下钝化膜的半导体性质进行了分析,并通过金相显微镜观察了两者腐蚀后的表面形貌。结果表明:在低温海水中,S32750 SDSS比316L SS表现出了更低的腐蚀速率,且S32750 SDSS表面腐蚀凹坑的数量较少;2种不锈钢均能形成稳定的钝化膜,且S32750 SDSS比316L SS展现出更大的钝化区间以及更高的点蚀电位、钝化膜电阻和电荷转移电阻,这主要与S32750 SDSS表面钝化膜更加致密、缺陷数量更少等因素有关。     

316L不锈钢波纹管泄漏原因

船舶用316L不锈钢波纹管发生穿孔泄露,通过宏观分析、化学成分分析、扫描电镜分析、能谱分析和金相检验等方法对波纹管的泄漏原因进行了分析.结果表明:波纹管发生了垢下腐蚀,腐蚀泄漏点集中出现在波纹管底部,主要原因是波纹管在使用过程中注入与排出海水时,波纹管底部凹槽积存海水中的杂质形成积垢,积垢中存在的腐蚀性元素硫和氯,导致...     

激光快速成形316L不锈钢研究

介绍激光快速成形316L不锈钢的有关情况，研究了不同激光和扫描速度情况下，单道激光熔覆层及多道搭接的组织及宏观形貌，研究了不同工艺条件下所制备薄壁墙的组织及性能，在此基础上进行了简单外形块体材料及复杂外形薄壁零件的制备。研究表明，采用激光快速成形制备的316L不锈钢零件组织致度，成分均匀，具有快速凝固组织特征，力学性能与铸造及锻造退火态相当，可满足直接使用要求。     

不锈钢在海水中的腐蚀行为研究进展

简述了国内外不锈钢海水腐蚀的研究进展,介绍了几种合金元素对不锈钢耐腐蚀性能的影响以及不锈钢在海水中发生点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等4种主要腐蚀类型的机理,并对不锈钢防护的发展方向进行了展望。     

Microstructural creep damage in welded joints of 316L stainless steel

The present work has been undertaken to study creep damage in welded joints. The complex dual phase microstructure of 316L welds are simulated by manually filling a mould with longitudinally deposited weld beads. Most of the moulded specimens were then aged for 2000 hours at 600°C. High resolution scanning electron microscopy was extensively used to examine the microstructure of the welded material before and after ageing. Columnar grains of austenite constitute a matrix in which thin dendrites of δ-ferrite can be found. The ageing generates the precipitation of carbides, resulting in less transformation in the material. Smooth and notched creep specimens were cut from the mould and tested at 600°C under different stress levels. The creep life of the simulated welded material is shown to be lower than that of the base material. Microstructural observations reveal that creep cavities are preferentially located along the austenite grain boundaries. This analysis of intergranular damage on test specimens is conducted to obtain a predictive damage law which could be used to calculate the lifetime of welded joints.     

轧制工艺对316L不锈钢组织和耐蚀性能的影响

为探索改善不锈钢耐腐蚀性能的途径,对316L不锈钢施加相同变形量的同步轧制和异步轧制,利用X射线衍射、透射电镜观察、电化学测量和扫描电镜表面观察研究了轧制工艺对钢的显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明,经过异步轧制后显微组织中出现大量孪晶界,优化了晶界结构,在酸性介质中的晶间腐蚀敏感性明显减轻;而经过同步轧制后,样品呈现出高位错密度的显微组织,在酸性介质中的耐腐蚀性能降低.异步轧制后耐蚀性能得到改善是由于大量孪晶界的形成优化了晶界结构.     

316L不锈钢冠脉支架制造工艺的研究

研究了激光精细雕刻冠状动脉血管支架的制造工艺,对冠脉支架结构设计原则、激光精细雕刻加工参数、热处理工艺进行了探讨.并给出一种冠脉支架结构,进行切割实验,分析了影响切口质量因素及真空热处理工艺、电化学工艺对冠脉支架样品质量的影响.     

Modelling tail effects in creep-crack initiation and growth for 316L stainless steel

For complex loading history (creep and fatigue) applied to engineering components, assessment procedures generally estimate the crack initiation and growth by using the summation of continuous fatigue and pure creep crack growth rates. This text deals with the pure creep correlation established in laboratory tests and applied to components subjected to creep-fatigue loading. The trend of the creep opening displacement history superimposed onto the crack progress is sufficient to predict what kind of tail effect will occur when plotting ? vs. C*. The exponent of this correlation is demonstrated to be very close to unity, whatever creep stage is concerned. The contribution of either the material behaviour or the crack extension to the ? -C* correlation is discussed.     

表面纳米化对316L不锈钢性能的影响

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理(SMAT),研究表面组织变化对其硬度和在0.5 mol/LNaCl介质中腐蚀性能的影响.结果表明:通过SMAT可以在316L不锈钢表面制备出纳米结构层,随着处理时间的增加,表面纳米晶组织逐渐由单一的奥氏体相过渡到奥氏体与马氏体两相共存;表面纳米化和马氏体相变能够明显地提高316L不锈钢的表层硬度,使表面粗糙度略有下降;表面机械研磨处理降低了316L不锈钢在0.5mol/L NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.因为316L不锈钢表面纳米晶组织容易钝化,形成的钝化膜不稳定,提高了溶解速度.     

The effect of pre-strain on tensile behaviour of 316L austenitic stainless steel

ABSTRACT

The effect of pre-strain on tensile behaviour of 316L austenitic stainless steel was investigated, focusing on strain rate sensitivity, temperature sensitivity and strain hardening. Experimental data showed that strain rate sensitivity, temperature sensitivity and strain hardening were weakening with pre-strain. Meanwhile, the variation of microstructure with pre-strain was observed by optical microscopy, scanning electronic microscopy and X-ray diffraction. Then, the mechanical properties of pre-strained material were correlated with the increase in dislocation density and mechanical twinning with pre-strain. Finally, an improved Arrhenius-PS model considering the effect of pre-strain was developed.

This paper is part of a thematic issue on Nuclear Materials.     

316L不锈钢加工硬化机制及孪生行为

对固溶处理后的316L不锈钢试样进行了拉伸实验,根据Ludwik真应力应变模型对拉伸实验曲线进行了非线性拟合,并用Crussard-Jaoul法计算和分析了Ludwik模型中的加工硬化指数（n）,同时通过对拉伸试样的微观组织观察,分析了316L不锈钢的加工硬化机制.实验结果表明：316L不锈钢在拉伸变形过程中加工硬化非...     

大口径316L不锈钢管数控弯曲回弹规律研究

针对Φ123 mm×3.97 mm×350 mm规格的大口径316L厚壁不锈钢管,基于显/隐式弹塑性有限元仿真结合实验研究,对其数控弯曲卸载后的回弹现象进行了研究.采用单向拉伸试验和三维数字散斑动态应变测量方法获得了大口径316L不锈钢管大应变范围(真应变为49.02%)的力学性能参数,通过摩擦磨损实验获得管材316L不锈钢与45钢模具材料在不同压力和转速条件下的摩擦系数.基于ABAQUS平台,建立了大口径316L不锈钢管弯曲、抽芯、卸载回弹全过程数控弯曲有限元模型,并实验验证了所建模型的可靠性.研究表明,大口径316L不锈钢管回弹现象显著,在350 mm弯曲半径(相对弯曲半径D/t为2.846)条件下达到7.2°左右.芯棒伸出量e、芯球个数n和弯曲角度θ对卸载回弹有显著影响.     

激光选区熔化316L不锈钢凝固特征与微观组织结构

对不同工艺参数下激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)成形316L不锈钢微观组织结构进行表征,研究不同工艺参数下SLM成形316L不锈钢微观组织结构演化规律、单熔化道凝固特性。结果表明,SLM成形316L不锈钢具有跨尺度、非均质凝固组织特征,包括微米尺度柱状晶粒、小角晶界、熔池界面和纳米尺度亚结构。单熔化道的稳定成形是三维块体成形的基础,熔化道稳定性由激光工艺参数与金属粉体物理特性共同决定。不同的激光工艺参数显著影响SLM成形316L不锈钢微观组织结构,通过改变激光参数可实现微观组织结构的调控,在不同的激光逐层旋转角度下,SLM成形316L不锈钢晶粒尺寸随着扫描间距的增大而增大。强制定向热流使得外延生长机制主导凝固晶粒的生长,在不同的激光工艺参数下,沿增材方向的柱状晶粒形貌普遍存在。     

Enhancing the mechanical and anticorrosion properties of 316L stainless steel via a cathodic plasma electrolytic nitriding treatment with added PEG

A cathodic plasma electrolytic nitriding(CPEN) treatment with a urea aqueous solution was performed on 316L stainless steel to rapidly improve its surface properties in this work.Test results show that the PEG2000 macromolecules increased the nitriding energy via enhancing the ability to bond the produced gas film to the metal/electrolyte interface.The cross-sectional morphologies indicate that a thick nitrided layer was obtained when the urea concentration was 543 g I~(-1),corresponding to a Vickers hardness 450 HV_(0.1),which was 3.5 times larger than that of the substrate.The nitrided layer mainly contained expanded austenite(γ_N),oxides and iron nitrides(e.g.,Fe_3O_4 and FeN_(0.076)).In terms of its performance,coefficient of friction(COF) of the nitride layer decreased to nearly two-thirds that of the untreated layer,and the passivation current densities of the nitrided sample in a 3.5% NaCl solution decreased by an order of magnitude compared to that of the substrate.Therefore,the approach presented herein provides an attractive way to modify the effect of CPEN in a urea aqueous solution.