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热处理对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响

奥氏体不锈钢因其本身为奥氏体单相,组织性能稳定,且具有良好的抗腐蚀等综合性能而应用于各个生产加工领域。近几年来国际镍价格的飙升及储量的急剧下降,使低镍铬锰氮奥氏体不锈钢的研究热潮又一次被掀起。与传统不锈钢相比,低镍铬锰氮奥氏体不锈钢不仅节省了镍的加入量,降低了成本,而且还具有优良的耐蚀性能,是目前不锈钢的发展方向之一。然而,在某些特殊的工艺下,如焊接等,达到一定的敏化温度时,材料会有发生晶间腐蚀的倾向。

为此,研究了固溶处理后试样敏化态的低镍铬锰氮奥氏体不锈钢在(如0.5mol/L H2SO4+0.01mol/LKSCN)溶液中不同敏化处理时间和温度时的EPR和EIS特征,通过分析试验数据得到一些晶间腐蚀产生的信息。电化学试验对上述晶间腐蚀的研究可以定性并定量,对腐蚀研究可以有一个更深的认识。

低镍铬锰氮奥氏体不锈钢的化学组成(质量分数,%)为0.093C、0.18N、11.05Mn、0.98Ni、15.52Cr,余量Fe。将材料在1100℃保温2h,然后水淬,使试验钢中的少量碳化物及化合物溶解并固溶在奥氏体基体中。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化温度在400℃以上。本试验测定的敏化热处理制度如表1所示。采用交流阻抗谱法和电化学动电位再活化法研究热处理制度对低镍铬锰氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响。

试样的热处理制度

表1 试样的热处理制度

试验结果表明:

(1)在550~750℃范围,750℃敏化处理再活化率达到0.5481,为此温度范围内最高。说明此温度范围内晶间腐蚀程度随温度升高而加深。此温度范围均发生晶间腐蚀,故奥氏体不锈钢生产使用过程中应避免此温度区间。

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(2)950℃热处理保温2h试验再活化率为0.0385,试样无晶间腐蚀倾向。说明950℃不在低镍铬锰氮奥氏体不锈钢的敏化温度范围内,950℃为安全使用温度。

(3)650℃温度下保温0.5~12h晶间腐蚀程度随着热处理保温时间的延长而加深。故如果不能避免在650℃下生产或使用,就要尽量缩短受热时间,以避免发生晶间腐蚀。