316LN不銹鋼相析出轉(zhuǎn)變過程及其對耐蝕性能影響的研究.pdf

1、本文研究316LN不銹鋼存在Nb元素偏析含量偏高的情況下，在650℃、750℃及800℃時效不銹鋼第二相析出過程。利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡對316LN不銹鋼在不同溫度時效第二相析出進(jìn)行大量的觀察。同時輔助電解萃取方法，利用 X-射線衍射儀測定316LN不銹鋼析出相種類。分析316LN不銹鋼在三者溫度下時效相轉(zhuǎn)變過程；運用動電位電化學(xué)阻抗譜(DEIS)，動電位極化曲線(TAFEL)及Mott-Schottky測試研究

2、316LN鈍化膜在Cl-環(huán)境下的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性；借助動電位極化再活化(EPR)測試方法，化學(xué)浸泡及掃描電子顯微鏡評價316LN不銹鋼析出不同相后晶間腐蝕敏感性。
　　研究結(jié)果表明：含Nb量偏高的316LN不銹鋼在650℃，750℃及800℃時效，第二相主要沿晶界析出且隨時效時間延長析出量不斷增多。最敏感析出溫度為750℃，在時效整個階段析出量最多，析出相開始析出孕育時間最短(1％)。三者溫度下時效優(yōu)先析出氮化物，主要為 Z-CrNb

3、N相，少量為ε-Cr2N。χ-Cr12Fe36Mo10相及Laves-Fe2Mo相伴隨析出。750℃時效下χ相(25 h開始析出)及Laves相(100 h開始析出)孕育期最短。次生相σ-FeCrMo相及Cr23C6孕育時間較長，析出量相對其他相較少。800℃時效1000h仍未析出σ相，孕育時間最長。其中Cr23C6在650℃時效析出速度最快，750℃及800℃時效下在1000 h開始有Cr23C6析出。在Nb含量偏高后氮化物優(yōu)先析出C

4、rNbN相，其形核擴散激活能急劇下降，析出孕育期縮短。析出的CrNbN相導(dǎo)致基體貧Cr及貧N，縮短了χ相及l(fā)aves相的孕育期，加快不銹鋼中χ相及l(fā)aves相的析出。其在基體中造成的貧Mo區(qū)同時也加快了不銹鋼中σ相及Cr23C6析出。
　　固溶態(tài)的316LN不銹鋼在較寬的陽極極化電位范圍內(nèi)保持鈍化膜的穩(wěn)定，同時擊穿電位最高。有氮化物析出相存在的不銹鋼中擊穿電位相對降低。交流阻抗測試鈍化膜電阻表明固溶態(tài)鈍化膜在較寬的極化電位下保持高

5、的阻抗值，鈍化膜穩(wěn)定性最好。存在氮化物析出的不銹鋼，不銹鋼鈍化膜穩(wěn)定性降低。Mott-Schottky測試數(shù)據(jù)表明，固溶狀態(tài)的316LN鈍化膜施主密度較低，為4.277×1023/cm3。鈍化膜內(nèi)缺陷較低，其穩(wěn)定性最好。750℃時效5 h及10 h后的不銹鋼中存在的氮化物(CrNbN)，氮化物的存在使鈍化膜的缺陷濃度增大，不銹鋼鈍化膜的保護(hù)性能降低。
　　動電位極化再活化法(EPR)評價316LN不銹鋼在不同溫度時效后的敏化程度。

6、結(jié)果表明：隨時效時間的增加不銹鋼中析出量增加，不銹鋼的初始活化電流依次增大。短時間(5 h)時效316LN不銹鋼存在CrNbN相，不銹鋼不出現(xiàn)明顯的再活化峰，表現(xiàn)較低的晶間腐蝕敏感性。750℃時效不銹鋼中析出相種類最敏感，相種類最復(fù)雜。相同時效時間其敏化程度最高。尤其經(jīng)過長時間時效后晶界敏化程度嚴(yán)重，晶界界內(nèi)均存在嚴(yán)重腐蝕。
　　化學(xué)浸泡實驗表明：隨不銹鋼中析出相的量增多，不銹鋼的腐蝕速率增大。短時間時效后存在少量的CrNbN相也