經濟節鉻鎳型含錫不鏽鋼組織演變及局部腐蝕行為研究

《經濟節鉻鎳型含錫不鏽鋼組織演變及局部腐蝕行為研究》是依託復旦大學，由孫敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：經濟節鉻鎳型含錫不鏽鋼組織演變及局部腐蝕行為研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫敏

項目摘要

隨著新型不鏽鋼的開發，資源節約型低鉻鎳含錫不鏽鋼成為國際學術界的關注熱點。微量錫元素能改善不鏽鋼的成型性和耐蝕性，但是微量元素和組織結構的最佳化尚需進一步研究，錫元素對耐點蝕和晶間腐蝕性能的改善機理仍不明晰。基於此，本項目針對節鉻鎳含錫不鏽鋼16Cr-xSn和B316LX，通過多種電化學測試手段系統研究微量錫元素、組織演變及環境因素對耐蝕性能的影響及電化學機制。明確錫元素在奧氏體和鐵素體中的極限溶解度以及析出動力學；研究錫元素對亞穩態點蝕萌生和穩態點蝕擴展兩個階段的影響，尤其是錫元素引發的閉塞區內溶液傳質過程的改變對鈍化膜的生長、溶解和再鈍化的作用。分析新型不鏽鋼晶界處錫元素的分布，澄清其晶間腐蝕規律和機制。通過探索環境因素對其局部腐蝕行為的影響規律，闡明其耐蝕性和穩定性的主要影響因素和主控機制。此項目為含錫不鏽鋼的材料設計和耐蝕性能的提高提供新方法和理論依據，為含錫不鏽鋼國產化奠定基礎。

結題摘要

新型經濟型不鏽鋼的研發是我國鋼鐵領域的重要任務之一。含錫不鏽鋼通過添加微量錫元素、降低鉻和鎳元素從而降低成本，同時改善材料耐蝕性。 在硫酸和鹽酸環境中，含錫鐵素體不鏽鋼的均勻腐蝕性能均得到明顯提高。醋酸溶液中Sn的加入增大了腐蝕速率。奧氏體不鏽鋼316L，B316LX和317L不鏽鋼的腐蝕速率隨H2SO4濃度的增大而迅速上升；與316L不鏽鋼相比，含錫量為0.08 wt.%的B316LX不鏽鋼在H2SO4溶液中的腐蝕速率降低了一個數量級；隨Sn含量繼續增加，腐蝕速率變化不大，0.06%~0.1 wt.% Sn的添加量即能顯著提高材料耐蝕性能。 在氯化鈉環境中，隨著錫含量的增加，含錫鐵素體不鏽鋼的Eb、Eb-Ecorr和CPT值均隨之增長，即耐點蝕性能隨之增強。XPS測試結果顯示：錫的添加，使得鐵素體不鏽鋼表面生成了一層含有SnO2的保護膜。B316LX不鏽鋼的亞穩態點蝕萌生的溫度降低，同時CPT溫度和點蝕電位Eb提高，E(Eb-Ep) 差值變小，穩態點蝕難以擴展。Sn元素提高材料耐蝕性能是抑制了穩態點蝕的發展。Sn的氧化物能減少鈍化膜中的缺陷，提高其完整性和緻密性，因此提高了B316LX的耐蝕性能。Sn的氧化物和氫氧化物易在點蝕坑內沉積使鈍化膜的自修復性能提高。 0.5 Sn 鐵素體不鏽鋼較0 Sn耐晶間腐蝕能力明顯提高。含錫鐵素體不鏽鋼的鼻尖溫度在650℃附近，在此溫度下進行時效處理，Ra值會先增加後減小。這是因為開始時，沉澱析出相會隨著時間的增加而累積增多，造成貧鉻區的擴大；但隨時間的進一步延長，晶粒內的鉻能擴散至貧鉻區，使樣品發生自癒合。B316LX含錫不鏽鋼的晶間腐蝕性能主要受微觀組織演變的影響，熱處理之後晶界和晶內可觀察到M23C6碳化物和金屬間化合物Laves相。M23C6的析出是引起晶間腐蝕敏感性的主要原因。Laves相的析出會引起鉻和鉬元素的不均勻分布，引起長時間敏化後晶內出現許多點蝕坑。錫元素的添加提高了奧氏體不鏽鋼的晶間腐蝕敏感性，這是由於錫元素在奧氏體中的固溶度較低，傾向於向晶界偏析。