雙相不銹鋼S32760在制酸系統(tǒng)流程中耐腐蝕性能的研究.pdf

1、由于α+γ鉻鎳雙相不銹鋼的微細(xì)組織結(jié)構(gòu)，使得雙相不銹鋼在應(yīng)用過(guò)程中能夠發(fā)揮良好的耐腐蝕性能，但由于鎳屬于昂貴元素，鎳含量過(guò)高會(huì)增加生產(chǎn)成本，而最新開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼僅含有1%~4%的鎳，使其成為一種具有較大應(yīng)用潛力并且經(jīng)濟(jì)適用的不銹鋼材料。超級(jí)雙相不銹鋼S32760是加入了W和Cu元素后合金化而成的一種新型不銹鋼，然而經(jīng)過(guò)不同方式的熱處理后，其在不同制酸系統(tǒng)流程中的宏觀性能與其微觀組織之間的關(guān)系還有待研究。因此本文利用OM、XRD、

2、SEM以及EDS等方式探索了不同熱處理工藝對(duì)雙相不銹鋼S32760微觀組織的影響。通過(guò)浸泡失重法測(cè)量腐蝕速率，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)法測(cè)量極化曲線和阻抗譜來(lái)研究原始材料，950℃、1000℃、1050℃、1100℃和1150℃固溶處理，650℃、750℃、850℃和950℃時(shí)效處理后的材料在不同溫度和濃度的硫酸和磷酸中的耐腐蝕性能，并觀察材料的腐蝕形貌，分析得出材料最優(yōu)的熱處理工況和最適宜應(yīng)用的制酸系統(tǒng)環(huán)境。
　　本文研究表明，軋制態(tài)雙相不銹

3、鋼S32760材料的微觀結(jié)構(gòu)以鐵素體相和奧氏體相為主，分布均勻，并且無(wú)雜質(zhì)相析出。隨硫酸溶液濃度的逐級(jí)增加，雙相不銹鋼S32760的腐蝕速率呈現(xiàn)出先加快后減緩的趨勢(shì)，當(dāng)濃度達(dá)到40%時(shí)，材料的腐蝕速率最快，達(dá)到44.3824mm/a；而以溫度為變量時(shí)，隨著硫酸溫度的升高，材料的耐腐蝕性能也是先變?nèi)鹾笤鰪?qiáng)，溫度達(dá)到125℃時(shí)，耐腐蝕性能最差，腐蝕速率達(dá)到0.9634mm/a，然而當(dāng)溫度升高至200℃時(shí)，材料的腐蝕速率只有0.1686mm/

4、a，耐腐蝕性能大幅度提升。根據(jù)電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)可得知，雙相不銹鋼S32760在80%磷酸溶液中，將溫度逐漸升高至15℃、30℃、50℃時(shí)，材料的容抗弧半徑依次減小，耐腐蝕性能逐漸變差；在40℃恒溫水浴中，隨著磷酸濃度增至10%、30%、50%時(shí)，材料的自腐蝕電位Ecorr依次減小而自腐蝕電流Icorr逐漸增大，材料耐腐蝕性能呈下降趨勢(shì)。
　　雙相不銹鋼S32760在950℃~1150℃的溫度范圍內(nèi)（溫差遞進(jìn)間隔為50℃）依次進(jìn)行固溶

5、處理，材料組織結(jié)構(gòu)主要以鐵素體相和奧氏體相為主，但鐵素體相含量逐漸增大。當(dāng)溫度升高至1050℃時(shí)，利用XRD并結(jié)合金相圖片分析可知，材料微觀組織中無(wú)二次相析出，鐵素體相從條狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹窆?jié)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，組織中開始析出碳化物和氮化物。固溶處理后的材料在98%濃硫酸中進(jìn)行耐腐蝕性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)：隨著固溶溫度的升高，材料的耐腐蝕性能先變好后變差，在1050℃時(shí)耐腐蝕性能最好，腐蝕速率只有0.0981mm/a。對(duì)比電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，經(jīng)

6、過(guò)1050℃固溶處理的雙相不銹鋼S32760在20%稀硫酸和40%磷酸溶液中電化學(xué)腐蝕后耐腐蝕性能同樣最佳。
　　將經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理后的試樣，再在650℃~950℃的溫度范圍內(nèi)（溫差遞進(jìn)間隔為100℃）進(jìn)行1h的時(shí)效處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著時(shí)效溫度的升高，材料中σ相的析出量先增多后減少。σ相是影響材料性能的重要因素，850℃是S32760雙相不銹鋼中σ相析出的鼻尖溫度。隨著溫度的逐級(jí)升高，材料的腐蝕速率先變快后變慢，當(dāng)溫度達(dá)

7、到850℃時(shí)，腐蝕速率最快，達(dá)到0.1635mm/a，比固溶態(tài)加快了40%，此時(shí)試樣的耐腐蝕性能最差。對(duì)比電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，經(jīng)過(guò)850℃時(shí)效處理后的試樣在20%稀硫酸和30%磷酸溶液中測(cè)得的自腐蝕電位Ecorr達(dá)到最負(fù)電位而此溫度下的自腐蝕電流達(dá)到最大，電化學(xué)容抗弧半徑最小，材料的耐腐蝕性能最差，這與浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。
　　本文通過(guò)研究原始態(tài)與經(jīng)過(guò)不同方式熱處理后材料的耐腐蝕性能和微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，獲得不同條件下雙