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      2507不銹鋼

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      硫元素對SAF2507超級雙相不銹鋼腐蝕性能的影響

      來源:至德鋼業 日期:2020-09-21 00:19:39 人氣:637

       浙江至德鋼業有限公司在腐蝕液中加入濃度0.005mol/L的硫化鈉,研究硫離子對SAF2507超級雙相不銹鋼試樣耐蝕性能的影響,測得極化曲線如圖所示,利用Cview軟件對曲線進行擬合,數據如表所示。在含硫介質中,母材的自腐蝕電位下降到-0.420V,LBW接頭的自腐蝕電位下降到-0.397V,LMHW接頭的自腐蝕電位下降到-0.421V,GTAW接頭自腐蝕電位下降到-0.423V,四個試樣的自腐蝕電位均下降一倍甚至更多,說明在硫離子環境中,腐蝕更容易發生。對于腐蝕電流密度,母材試樣的腐蝕電流密度由9.118E-8A/cm2上升到5.410E-4A/cm2,LBW接頭的腐蝕電流密度由2.409E-7A/cm2上升到1.034E-3A/cm2,LMHW接頭的腐蝕電流密度由1.856E-7A/cm2上升到8.420E-4A/cm2,GTAW接頭的腐蝕電流密度由1.240E-7A/cm2上升到6.554E-4A/cm2,腐蝕電流密度直接增大了3-4個數量級。


       圖是在兩種不同腐蝕液中雙相不銹鋼母材及三種焊接接頭的極化曲線圖,由圖可見硫離子提高了SAF2507的腐蝕敏感性。雙相不銹鋼在鈍化過程中鉻離子通過離子鍵與O2-或OH-相結合,產生一層致密的成分為鉻的氧化物或鉻的氫氧化物的膜層,該膜層能夠提高材料的抗腐蝕性能,SAF2507超級雙相不銹鋼表面鈍化膜的保護性對其耐腐蝕性能起著主要作用。但是在硫離子的作用下,由于硫離子的電負性能較強吸附在金屬表面,并且硫離子能夠代替一部分O2-或OH-的位置,與鉻離子相結合阻擋了能夠引起鋼鈍化的物質,破壞了原來鋼表面鈍化膜的完整性和致密度,從而降低了金屬材料表面鈍化膜的生長速度,提高了材料的腐蝕敏感性,減弱了SAF2507超級雙相不銹鋼的耐蝕能力。除此之外硫離子有著破壞鋼表面鈍化膜結構的作用,使體系的腐蝕電位降低,進而提高2507超級雙相不銹鋼發生均勻腐蝕的傾向,在這兩種因素共同作用下硫離子導致SAF2507超級雙相不銹鋼的耐蝕能力降低。


       經過試驗后SAF2507超級雙相不銹鋼試樣腐蝕形貌如圖所示,圖為GTAW接頭固溶處理之后的腐蝕形貌,腐蝕坑大小不一,均勻連續,密集分布于焊縫區域,主要集中在奧氏體與鐵素體組織的晶界處,而此區域也是σ相所在的位置,σ相被腐蝕剝落,腐蝕坑向鐵素體組織擴展,局部的鐵素體組織被腐蝕掉,奧氏體被保留了下來,奧氏體的存在阻礙了阻礙了腐蝕的進一步擴展,說明奧氏體的耐蝕性能優于鐵素體,經過固溶處理之后,在LMHW接頭和GTAW接頭焊縫區域產生了σ相,使周圍產生貧鉻區域,優先成為腐蝕萌生的地方,圖佐證了這一觀點。電位超過腐蝕電位之后,繼續對試樣進行電化學深度腐蝕,腐蝕形貌如圖所示,試樣被嚴重腐蝕,但是大量的奧氏體組織被保留了下來,但是鐵素體基體被大量腐蝕掉,保留下來的晶界奧氏體與晶內奧氏體呈現小山丘狀佇立在鐵素體基體上,這進一步證明奧氏體組織的耐蝕性能優于鐵素體組織,因此四個試樣,在未固溶處理之前,LBW接頭的耐蝕性能最差,因為其鐵素體組織的含量最高,達到七成,而固溶處理之后,其耐蝕性能增強很多,雙相組織的轉換在其中起到重大作用。


       四種SAF2507超級雙相不銹鋼試樣中,母材的耐點蝕性能最為良好,由于奧氏體組織的耐蝕性優于鐵素體組織,因此LBW接頭的耐蝕性能最差,GTAW的耐點蝕性能優于LMHW接頭和LBW接頭。經過固溶處理之后,LBW接頭的雙相組織改善,雙相比例接近于1:1,且沒有σ相的析出,耐點蝕性較固溶處理前有所提高;LMHW接頭和GTAW接頭經過固溶處理后,由于在焊縫區生成σ相,腐蝕性能較固溶處理前下降很多,GTAW析出的σ相最多,耐蝕性能最差。在溶液中添加硫化鈉,硫離子對焊接接頭及母材的耐蝕性能均有破環性作用,硫離子的加入使得試樣自腐蝕電位下降一倍,腐蝕電流密度更是增加三個數量級,硫離子增加試樣的腐蝕敏感性,對鈍化膜具有破環作用,加快腐蝕速率。腐蝕形貌顯示,σ相是點蝕萌發的區域,點蝕優先在此其余發生;奧氏體的耐蝕性能優于鐵素體組織。


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