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新型高氮低镍奥氏体不锈钢的点蚀性能

腊月:快赢彩票网    发布时间:2017-12-13 点击量:

随着加压冶炼技术的提高,用氮、锰来降低甚至取代镍可生产成本低廉,而且耐蚀性能优良的含氮奥氏体不锈钢,已成为新材料研发方向之一,含氮尤其是高氮奥氏体不锈钢将在生态环境、石油化工、燃料电池、军事工业、交通运输、建筑等领域获得广泛的应用。在含氮奥氏体钢的应用领域中,许多都要求合金具有良好的耐蚀性能。

本项目以氮、锰部分取代镍,设计并制备了一种新型的高氮低镍奥氏体不锈钢,采用动电位极化曲线扫描方法研究了此钢在不同浓度和不同pH值的NaCl溶液中的点蚀电位,测试了点蚀坑内外元素的变化,并与含镍量达30%800H工业用钢进行对比,分析其耐蚀性能与耐蚀机理。

根据合金元素对奥氏体稳定性的影响,结合铬当量、镍当量计算公式与高温铁素体形成温度(Tδ)以及奥氏体低温转变温度Ms,设计了一种高氮低镍奥氏体不锈钢(以下简称高氮钢),冶炼后的成分与设定成分接近,经计算,冶炼钢的Tδ=1224℃,Ms=0K,经测试,此钢在1200℃至-196℃均为单一奥氏体组织。其化学成分见表1

高氮钢经1100℃固溶处理1h后水冷,然后将其与800H钢一起线切割成10mm×10mm×10mm的试样,试样打磨到1000号砂纸,工作面积为1cm2,其余面用环氧树脂封涂,并用导线引出,做成电极。

点蚀化学腐蚀采用阳极动电位极化法,将高氮钢和800H钢在不同浓度(溶液质量分数分别为3.5%10%15%20%)以及不同pH值(pH=135.2479)的NaCl溶液中分别进行电化学腐蚀试验。用扫描电镜对样品表面进行形貌观察,对点腐蚀坑处进行线扫描,分析高氮钢耐点蚀的机理。

试验钢的化学成分(质量分数,%

 

    研究表明,在不同浓度和pH值的NaCl溶液中,高氮钢的点蚀电位达到1.2VvsSCE)以上,800H钢的点蚀电位在0.3VvsSCE)以下。扫描图显示腐蚀区域内,高氮钢的点蚀坑稀少且面积较小,800H钢的点蚀坑密集且面积较大。线扫描表明氮在腐蚀坑内的含量略有下降;氮在钝化膜/金属界面富集,形成NH4+,并且抑制侵蚀性Cl-的吸附是提高高氮钢耐蚀性的原因。

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