還原爐爐體316L鋼模擬腐蝕試驗研究.pdf

1、目前，在多晶硅實際生產(chǎn)過程中，還原爐內(nèi)表面出現(xiàn)了由腐蝕性氣體引起的腐蝕問題，這些腐蝕缺陷的存在為多晶硅的生產(chǎn)帶來了安全隱患，本文對還原爐爐體用316L鋼進(jìn)行了模擬的腐蝕試驗研究。
　　應(yīng)用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，分析了還原爐內(nèi)的“Si-Cl-H”三元復(fù)雜體系；根據(jù)還原爐的使用工作環(huán)境，確定了具體的試驗參數(shù)。對帶有焊縫的和經(jīng)40％冷塑性變形的316L奧氏體不銹鋼試樣，進(jìn)行了HCl腐蝕試驗，試驗溫度分別為200℃、350℃和500℃，HCl濃度分

2、別為0.2%、15%，腐蝕時間為48h、96h。對316L不銹鋼的母材、焊縫、40%冷塑性變形的組織，進(jìn)行了金相顯微鏡和掃描電鏡的表面形貌觀察和分析；采用 XRD對腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行物相分析；利用 SEM自帶的能量色散能譜儀(EDS)測試腐蝕面的元素成分。
　　原始母材組織為呈多邊形分布的等軸奧氏體晶粒，HCl腐蝕之后晶界變粗，說明腐蝕多發(fā)生在晶界；焊縫及熱影響區(qū)組織，在 HCl腐蝕后產(chǎn)生晶間腐蝕、點狀腐蝕坑和裂紋；經(jīng)40%冷塑性變形的

3、組織中發(fā)生部分馬氏體相變，形成板條狀馬氏體α’，HCl腐蝕后孔蝕增多，點腐蝕程度加劇，并出現(xiàn)了裂紋。在三類組織中均出現(xiàn)了：均勻腐蝕、點腐蝕、裂紋。316L不銹鋼在200~500℃時的 HCl腐蝕是一種單純的化學(xué)腐蝕，其反應(yīng)式可能為：2Fe+6HCl=2FeCl3+ H2。點腐蝕是由于奧氏體不銹鋼中的夾雜物、疏松引起的；焊接熱影響區(qū)的非奧氏體組織、冷塑性變形的組織缺陷(位錯、滑移帶、層錯等)也是引起點腐蝕的原因；熱影響區(qū)和冷塑性變形處的點

4、腐蝕相對要嚴(yán)重一些。500℃溫度時，在較高的工作應(yīng)力(約屈服強度的一半)和HCl氣體共同作用下，316L不銹鋼出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的可能性是比較大的；熱影響區(qū)晶界析出Cr的碳化物及鐵素體，對應(yīng)力腐蝕比較敏感；冷塑性變形會使部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，產(chǎn)生表面浮凸和缺陷，成為點腐蝕源，點腐蝕又可以作為裂紋源，在應(yīng)力作用下導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕裂紋。
　　綜合分析試驗結(jié)果及模擬爐體腐蝕情況，提出預(yù)防及改進(jìn)措施：從材料質(zhì)量和內(nèi)壁溫度兩方面進(jìn)行改進(jìn)，并提出多晶