TP304H奧氏體不銹鋼析出動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、不銹鋼的使用狀態(tài)往往是亞穩(wěn)平衡態(tài)，分析解決不銹鋼問題時(shí)，需要通過生產(chǎn)工藝和成分控制，避免有害相的產(chǎn)生，促進(jìn)有益相的形成。這就需要掌握不同溫度、時(shí)間及應(yīng)變條件下，各相的形成與存在范圍。不銹鋼在高溫運(yùn)行時(shí)容易產(chǎn)生由晶界析出富鉻相致使晶界貧鉻而產(chǎn)生的晶間腐蝕，在應(yīng)力存在時(shí)，還會(huì)引發(fā)應(yīng)力腐蝕破壞。本文采用TP304H奧氏體不銹鋼，測(cè)試和評(píng)價(jià)了不銹鋼的抗晶間腐蝕性能，應(yīng)用分析測(cè)量圖像軟件測(cè)量了晶界寬度，根據(jù)Avrami經(jīng)驗(yàn)方程，對(duì)其高溫析出行為和

2、析出動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究與分析，這對(duì)于開發(fā)新型耐晶間腐蝕不銹鋼、制定合理的熱處理工藝和焊接工藝、預(yù)防事故的發(fā)生具有重要意義。
　　 首先利用熱處理設(shè)備對(duì)TP304H奧氏體不銹鋼進(jìn)行了不同規(guī)范的時(shí)效處理，然后根據(jù)GB/T4334-2008，通過H2SO4-CuSO4腐蝕法對(duì)TP304H奧氏體不銹鋼進(jìn)行了晶間腐蝕試驗(yàn)，用彎曲法評(píng)定了晶間腐蝕試驗(yàn)結(jié)果。研究表明TP304H奧氏體不銹鋼在600～750℃溫度區(qū)間時(shí)效時(shí)，敏化較嚴(yán)重，尤其650

3、℃時(shí)效35h時(shí)，敏化最嚴(yán)重。
　　 繼而采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能譜儀和X射線衍射儀等分析測(cè)試設(shè)備，對(duì)TP304H奧氏體不銹鋼的析出相進(jìn)行了微觀形貌觀察、化學(xué)分析和物相分析。研究發(fā)現(xiàn)TP304H奧氏體不銹鋼在高溫長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，顯微組織明顯發(fā)生了變化，析出物在晶界上優(yōu)先形成;溫度一定時(shí)，隨著時(shí)間的延長，晶界析出物增加，尺寸增大;時(shí)間一定，溫度升高時(shí)，晶界析出物先增加，當(dāng)溫度達(dá)到850℃時(shí)，析出物析出反而減少，這與析出物的再

4、溶解有關(guān);隨著溫度的升高，析出物的微觀形貌發(fā)生了改變:由呈薄片狀，向晶粒取向有利的晶界一側(cè)生長，變化為呈樹枝狀或羽毛狀，最后呈條狀顆粒，不連續(xù)地分布于晶界上;晶界析出物的形貌差異，使得不銹鋼晶間腐蝕敏感性的程度不同，顆粒狀沉淀析出時(shí)，尚未構(gòu)成對(duì)晶間腐蝕的嚴(yán)重危害，而樹枝狀或羽毛狀沉淀析出時(shí)，晶間腐蝕變得十分敏感;采用能譜儀進(jìn)行化學(xué)分析，得出晶界上分布的主要元素是鉻和鐵元素，由此晶界的析出物主要是富鉻和富鐵相，分析碳元素在晶界的含量明顯高

5、于基體，綜合考慮，可得出晶界的析出物是鉻鐵碳化合物;采用XRD進(jìn)行物相分析得出結(jié)果:晶界的析出物是CrFe7C0.45、Fe0.64Ni0.36、Fe3Ni2。
　　 最后采用分析測(cè)量圖像軟件測(cè)量了晶界寬度，根據(jù)Avrami經(jīng)驗(yàn)方程，分析TP304H奧氏體不銹鋼的時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)，并用Origin繪圖軟件繪制其析出動(dòng)力學(xué)曲線。由沉淀物的形核長大原理可知，析出相的成核與生長并不是在敏化一開始時(shí)就發(fā)生，本文得出TP304H奧氏體不銹鋼