双相钢磨损腐蚀的研究

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1、双相不锈钢磨损腐蚀的研究摘要：本文介绍了双相不锈钢磨损腐蚀的机理与研究磨损腐蚀的方法，综述了形变强化、第二相强化、热处理及微量元素合金化等强化双相不锈钢耐磨损腐蚀性能的途径。这对指导双相不锈钢的材料设计、性能研究起到一定的指导作用。关键词：双和不锈钢磨损腐蚀形变强化第二相强化热处理theResearchonErosion-corrosionResistanceoftheDuplexStainlessSteelAbstract:Themechanismoferosion-corrosionofduplexstainlesssteelandth

2、ewaytoavoiderosion-corrosionisintroduced•Thewaystoimprovetheerosion-corrosionresistanceofduplexstainlesssteelsuchasstainhardening,secondaryphasestrengthening,heattreatmentaswellasminimelementalloyingaresummarizedinthispaper,toprovideaguidanceformaterialsdesignandperformanc

3、estudyduplexstainlesssteel.Keywords:Duplexstainlesssteel;Erosion-corrosion;Strainhardening;Secondaryphasestrengthening;Heattreatment4■I■一•一1刖吞双相钢又称复相钢，一般是由马氏体或奥氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。通常将铁素体与奥氏体相组织组成的钢称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双和钢。双和不锈钢的发展与应用开始于二十世纪30年代，至今经过三代的完善。国外的双相不锈钢从生产、加工制造及

4、应用來看，已经在一些用途上取代了普通的奥氏体不锈钢。双相不锈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，从而具有以下独特的特点［儿（1）在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18・8型奥氏体不锈钢在60°C以上屮性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂。在微量氯化物及硫化氢工业介质屮用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向,而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。（2）有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值时，双相不锈钢与

5、奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿，耐孔蚀性能与AISI316L相当。含25%Cr尤其是含氮的髙辂双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI316L。（3）具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下，适用于制作泵、阀等动力设备。（4）综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度。屈服强度是18・8型奥氏体不锈钢的2彳咅。固溶态的延伸率达到25%,韧性值AK（V型槽口）在100J以上。（5）可焊性良好，热裂倾向小。一般焊前不需预热，焊后不需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。基于这些优异的性能，双相不锈钢钢被广泛应用

6、在炼油、石化、造纸和化肥等工业领域中，成为管道的弯头、三通及泵叶轮、阀、搅拌器、热交换器等设备的过流部件优选材料⑵。日前国内外对双相不锈钢在不同介质条件下的磨损腐蚀行为已有很多报道，研究双相不锈钢磨损腐蚀的机理以及提高其耐磨蚀性能已经成为研究的重点。2双相不锈钢磨损腐蚀的机理腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程屮，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用而引起的材料损失现彖。腐蚀磨损通常是一•种轻微磨损，但在一定条件下也可能转变为严重磨损。常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损⑶。1.氧化磨损除金、钠等少数金加外，大多

7、数金加表而都被氧化膜覆盖着。纯净金加瞬间与空气中的氧起反应生成单分子层的氧化膜，且膜的厚度逐渐增长，增长的速度随时间以指数规律减小。当形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。同时应指出的是，一般情况下氧化膜能使金屈表面免于粘着，氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢，因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。1.特殊介质腐蚀磨损金属与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损，称为特殊介质腐蚀磨损，其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损率较大，磨损痕迹较深。金属表而也可能与某些特殊介质起

8、作用而生成耐磨性较好的保护膜。双相不锈钢的磨损腐蚀是涉及材料学、腐蚀电化学、流体力学和传递过程等多学科交叉的一个研究领域，腐蚀过程十分复杂，影响因素多，从机理上看磨损腐蚀是在流动