固溶温度对2304双相不锈钢点蚀行为的影响-毕业论文

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1、上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响I目目 录录摘 要. 1ABSTRACT. 20 引言. 40.1 双相不锈钢发展 . 40.1.1 不锈钢. 40.1.2 双相不锈钢的发展. 50.1.3 双相不锈钢的应用. 60.2 应用领域 . 80.2.1 双相不锈钢的主要领域. 80.2.2 双相不锈钢应用中的性能要求 110.3 双相不锈钢微观组织的影响因素 130.3.1 合金元素的影响 130.3.2 固溶温度的影响 140.3.3 冷却工艺的影响 140.4 不锈钢表面的点蚀 150.4.1 点蚀分类 150.4.2 点蚀发生的微观机制 16

2、0.5 影响因素及作用机理 180.5.1 合金元素的影响 18上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响II0.5.2 溶液介质和温度的影响 200.6 评价方法 210.6.1 化学浸泡法 210.6.2 动电位极化曲线测试法 210.6.3 临界点蚀温度测试法 220.7 论文的研究内容和目的 231 实验方案 241.1 实验材料 241.2 实验过程 241.2.1 线切割 241.2.2 固溶热处理 251.2.3 磨光 261.2.4 抛光 271.2.5 封样 391.2.6 极化曲线测量 311.2.7 腐蚀形貌观察 312 实验结果与

3、分析 322.1 微观组织形貌 322.2 点蚀行为分析 362.3 结论 49展 望. 41参考文献 42上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响III致 谢. 46译 文. 47上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响1摘摘 要要双相不锈钢因兼具奥氏体和铁素体的优良特质而逐渐成为一种重要的结构材料。另外，这类不锈钢比工业上常用的奥氏体不锈钢更加节约镍资源，故而双相不锈钢逐渐在石化、冶金、造纸、原子能等各个工业领域得到了广泛应用。但是与其它种类双相不锈钢一样，各种热加工和焊接工艺都会使得这类双相不锈钢原有的稳

4、态平衡被打破，并有其它二次相析出。这些都会使得这类合金易于在腐蚀介质中产生局部腐蚀。本文利用动电位极化曲线测试法和微观形貌观察法对不同固溶温度热处理后的 UNS S32304 双相不锈钢的点蚀行为进行仔细研究。研究结果表明，当样品的固溶热处理温度低于1080 ，样品的奥氏体相为弱相，在高于 1080 的条件下固溶，样品的铁素体相为弱相。1080 为 UNS S32304 双相不锈钢的最佳固溶温度。关键词关键词: : 双相不锈钢，固溶温度，耐点蚀性上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响2Effect of Solution Temperature on

5、 UNS S32304 Duplex Stainless Steel Pitting BehaviorABSTRACTDuplex stainless steels have gradually become an important structure material due to their attractive combination of the better atributions of austenite and ferrite. On the other hand, duplex stainless steels are widely used in many fields,

6、such as petrochemical industries, metallurgy, papermaking, nuclear power and so on due to their lower contents of nickel and molybdenum compared with austenite stainless steels which have been widely used in the industry. However, during hot work or welding, their phase balance is disturbed and some

7、 undesirable phases are prone to form. This makes the alloys prone to producing pitting corrosion in corrosive media. The thesis focuses on the effect of annealing temperature on the pitting corrosion behavior of UNS S32304 duplex stainless steel using morphological observation and the potentiodynam

8、ic polarization technique. The results demonstrated that when the specimens were annealed at the temperatures below 1080, austenite is the weak phase, and ferrite is the weak phase when the annealing temperatures 上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响3increase over 1080 . The best pitting corrosi

9、on resistance for this steel was found when annealed at approximately 1080 .Keywords: stainless steel，the solution temperature，pitting resistance上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响4固溶温度对固溶温度对 UNSUNS S32304S32304 双相不锈钢点蚀行为的影响双相不锈钢点蚀行为的影响0 0 引言引言二十世纪 70 年代以来双相不锈钢作为耐局部腐蚀的结构材料，其开发与应用极为迅速，不论作为耐中性氯离

10、子的应力腐蚀材料，耐氯化物的孔蚀与缝隙腐蚀材料或是耐甲铵液等的腐蚀疲劳材料，还是在别的许多方面，双相不锈钢凭借着其兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，已取代了 AISI304L、316L、317L，甚至取代了904L 等奥氏体不锈钢。随着化工工业的发展， 近年来双相不锈钢应用越来越广泛，尤其在石油、天然气、化肥、造纸及食品设备等行业有很大的应用前景。特别是在环保节能方面，以及双相不锈钢与铸钢、碳钢等复合化1和作为结构件应用的发展，使得经济型、超级型双相不锈钢的发展较常用的工业用钢趋势已日益明显。0.10.1 双相不锈钢发展双相不锈钢发展0.1.10.1.1 不锈钢不锈钢不锈钢中所谓的“不锈”

11、只是相对的含义。不锈钢是指一系列在空气、水、盐等水溶液、酸以及其他腐蚀介质中具有高度化学稳上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响5定性的铁基合金。现有的不锈钢从化学成分来看，都是高铬不锈钢；当钢中铬含量超过 12%时，则材料在空气中基本不会生锈，因此习惯上将铬含量超过这一含量的钢种统称为不锈钢1。钢的这种不锈性一般认为与钢在氧化性介质中的钝化现象有关。钢的腐蚀速度将会随着钢中的铬含量的增加而下降，并且到达一定铬含量时存在一个跃变。产生这种跃变的铬含量，因腐蚀介质及钢的化学成分的差别而有所不同。因此一般用 12%Cr 来定义不锈钢，只是一种粗略的工程概

12、念，没有必要为其严格限制。既然不锈钢的不锈性与钢中的铬含量有关，那么有必要根据 Fe-Cr 二元相图和更复杂的多元相图去分析不锈钢在合金成分调整和热处理过程中组织及性能的演变。0.1.20.1.2 双相不锈钢的发展双相不锈钢的发展双相不锈钢至今没有确切的定义，它是指铁素体与奥氏体各约占 50%，一般较少相的含量最少也要达到 30%的不锈钢。双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，二十世纪 80 年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。双相不锈钢的发展历经三个

13、阶段，分别为：（1）含钼的合金化程度较低的双相不锈钢，以化学成分23%Cr，4%Ni，0.1%N，SAF2304 为典型代表，这类钢具有一定的耐腐蚀性，但其 PREN 值较低，不能用于腐蚀性较强的环境中；上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响6（2）标准双相不锈钢，以成分 22%Cr，5%Ni，0.17%N，SAF2205为典型代表，其 PREN 值较高，耐腐蚀性能比 SAF2304 要高得多，在许多情况下，该类双相不锈钢是最有经济效益的不锈钢金属材料；（3）20 世纪 80 年代发展起来的超级双相不锈钢，以成分 25% Cr，6-7% Ni，3-4

14、% Mo，0.2-0.3% N，SAF2507、Zeron100 为代表的较成熟的钢种，此类钢的 PREN 值达到 40，具有极高的耐氯化物应力腐蚀、点蚀等性能，主要用于含 H2S 或 Cl-等非常恶劣的腐蚀环境中。随着先进工艺装备的投产，中国双相不锈钢的规格品种也有了长足的进步。如太钢的设备可生产 3000mm 宽的中厚板、2000mm宽的热轧卷板和 0.6mm1500mm 的冷轧板卷。宝钢可生产 4000mm宽的中厚板和 1600mm 宽的热轧卷板，且 219mm 的无缝管和457mm 薄壁等离子焊管都已研制成功，2205 与 Q345C 的复合板也用在长江三峡工程的排沙管、泄洪深孔衬砌等

15、。在工艺技术方面也有很大的进展，太钢用 AOD 炉冶炼含氮不锈钢，建立了氮合金化工业模型，可以精确控制成品中的氮含量达到0.0135。另外，可以将成品中 P、S 含量控制在较低的水平，更有利于超级及特超级双相不锈钢钢管今后的生产，从而可以减少我国双相不锈钢进口数量而降低成本。目前，南京化工有限公司化工机械厂、上海石化机械制造公司等近十家大中型机械制造公司已经制造了近百台的双相不锈钢设备，上海工程技术大学毕业设计（论文） 固溶温度对 2304 双相不锈 钢点蚀行为的影响7分别出口至印度和马来西亚。可见，双相不锈钢现在已取得突破性发展。0.1.30.1.3 双相不锈钢的性能双相不锈钢的性能双相不锈

16、钢是钢铁组织复合化的典型代表，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，因而其性能便兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。双相不锈钢具有很多优良的性能，如在低应力下的耐氯化物应力腐蚀的性能、耐孔蚀性能、耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀的性能、综合力学性能、可焊性和热裂倾向小等。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，且保留了铁素体不锈钢的热导率高、线膨胀系数小、具有超塑性等某些特点；而与奥氏体不锈钢比，则其强度较高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能都有明显的改善。由于双相不锈钢具有这些优异的性能，使其作为一种重要的可焊接结构材料，日益受到人们的重视并进行了大量研究，取得了长足进步。铁素体含量在 40%-60%的双相不锈钢，兼具了铁素体和奥氏体钢的特点，作为一