316ln不锈钢相析出转变过程及其对耐蚀性能影响的研究

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1、学校代码10406分类号TG156TG172密级学号120080502002题目316LN不锈钢相析出转变过程及其对耐蚀性影响的研究作者黄晋华学科、专业材料学指导教师华小珍教授申请学位日期2015年5月学校代码：10406分类号：TG156,TG172学号：120080502002南昌航空大学硕士学位论文(学位研究生)316LN不锈钢相析出转变过程及其对耐蚀性能影响的研究作者：黄晋华学科专业：材料学指导教师：华小珍申请学位日期：2015年6月StudyontheProcessofPrecipitate

2、of316LNStainlessSteelPhaseandInfluenceontheCorrosionResistanceADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialSciencebyHuangJinhuaUndertheSupervisionofProf.HuaXiaozhenSchoolofMaterialScienceandEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaMay,

3、2015南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要本文研究316LN不锈钢存在Nb元素偏析含量偏高的情况下，在650℃、750℃及800℃时效不锈钢第二相析出过程。利用金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对316LN不锈钢在不同温度时效第二相析出进行大量的观察。同时辅助电解萃取方法，利用X-射线衍射仪测定316LN不锈钢析出相种类。分析316LN不锈钢在三者温度下时效相转变过程；运用动电位电化学阻抗谱(DEIS)，-动电位极化曲线(TAFEL)及Mott-Schottky测试研究316LN钝化膜在Cl环境

4、下的结构及稳定性；借助动电位极化再活化(EPR)测试方法，化学浸泡及扫描电子显微镜评价316LN不锈钢析出不同相后晶间腐蚀敏感性。研究结果表明：含Nb量偏高的316LN不锈钢在650℃，750℃及800℃时效，第二相主要沿晶界析出且随时效时间延长析出量不断增多。最敏感析出温度为750℃，在时效整个阶段析出量最多，析出相开始析出孕育时间最短(1%)。三者温度下时效优先析出氮化物，主要为Z-CrNbN相，少量为ε-Cr2N。χ-Cr12Fe36Mo10相及Laves-Fe2Mo相伴随析出。750℃时效下χ

5、相(25h开始析出)及Laves相(100h开始析出)孕育期最短。次生相σ-FeCrMo相及Cr23C6孕育时间较长，析出量相对其他相较少。800℃时效1000h仍未析出σ相，孕育时间最长。其中Cr23C6在650℃时效析出速度最快，750℃及800℃时效下在1000h开始有Cr23C6析出。在Nb含量偏高后氮化物优先析出CrNbN相，其形核扩散激活能急剧下降，析出孕育期缩短。析出的CrNbN相导致基体贫Cr及贫N，缩短了χ相及laves相的孕育期，加快不锈钢中χ相及laves相的析出。其在基体中造成

6、的贫Mo区同时也加快了不锈钢中σ相及Cr23C6析出。固溶态的316LN不锈钢在较宽的阳极极化电位范围内保持钝化膜的稳定，同时击穿电位最高。有氮化物析出相存在的不锈钢中击穿电位相对降低。交流阻抗测试钝化膜电阻表明固溶态钝化膜在较宽的极化电位下保持高的阻抗值，钝化膜稳定性最好。存在氮化物析出的不锈钢，不锈钢钝化膜稳定性降低。Mott-Schottky233测试数据表明，固溶状态的316LN钝化膜施主密度较低，为4.277×10/cm。钝化膜内缺陷较低，其稳定性最好。750℃时效5h及10h后的不锈钢中存

7、在的氮化物(CrNbN)，氮化物的存在使钝化膜的缺陷浓度增大，不锈钢钝化膜的保护性能降低。动电位极化再活化法(EPR)评价316LN不锈钢在不同温度时效后的敏化程度。结果表明：随时效时间的增加不锈钢中析出量增加，不锈钢的初始活化电流依次增大。短时间(5h)时效316LN不锈钢存在CrNbN相，不锈钢不出现明显的I南昌航空大学硕士学位论文摘要再活化峰，表现较低的晶间腐蚀敏感性。750℃时效不锈钢中析出相种类最敏感，相种类最复杂。相同时效时间其敏化程度最高。尤其经过长时间时效后晶界敏化程度严重，晶界界内均

8、存在严重腐蚀。化学浸泡实验表明：随不锈钢中析出相的量增多，不锈钢的腐蚀速率增大。短时间时效后存在少量的CrNbN相也会明显降低不锈钢的耐晶间腐蚀能力。表明EPR测试方法只适用于316LN不锈钢中产生较重的敏化程度测试评价。关键词：316LN奥氏体不锈钢，时效，第二相转变，晶间腐蚀敏感性II南昌航空大学硕士学位论文abstractAbstractThesecondphaseprecipitationprocessof316LNstainlesssteelw