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1、雙相不銹鋼磨損腐蝕的研究摘要:本文介紹了雙相不銹鋼磨損腐蝕的機(jī)理與研究磨損腐蝕的方法,綜述了形變強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、熱處理及微量元素合金化等強(qiáng)化雙相不銹鋼耐磨損腐蝕性能的途徑。這對指導(dǎo)雙相不銹鋼的材料設(shè)計(jì)、性能研究起到一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞:雙和不銹鋼磨損腐蝕形變強(qiáng)化第二相強(qiáng)化熱處理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刖吞雙相鋼又稱復(fù)相鋼,一般是由馬氏體或奧氏體與鐵素體基體兩相組織構(gòu)成的鋼。通常將鐵素體與奧氏體相組織組成的鋼稱為雙相不銹鋼,將鐵素體與馬氏體相組織組成的鋼稱為雙和鋼。雙和不銹鋼的發(fā)展與應(yīng)用開始于二十世紀(jì)30年代,至今經(jīng)過三代的完善。國外的雙相不銹鋼從生產(chǎn)、加工制造及
4、應(yīng)用來看,已經(jīng)在一些用途上取代了普通的奧氏體不銹鋼。雙相不銹鋼是鋼鐵組織復(fù)合化的典型代表,它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起,從而具有以下獨(dú)特的特點(diǎn)[兒(1)在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。一般18?8型奧氏體不銹鋼在60°C以上屮性氯化物溶液中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。在微量氯化物及硫化氫工業(yè)介質(zhì)屮用這類不銹鋼制造的熱交換器、蒸發(fā)器等設(shè)備都存在著產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的傾向,而雙相不銹鋼卻有良好的抵抗能力。(2)有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值時(shí),雙相不銹鋼與
5、奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿,耐孔蝕性能與AISI316L相當(dāng)。含25%Cr尤其是含氮的髙輅雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了AISI316L。(3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。在某些腐蝕介質(zhì)的條件下,適用于制作泵、閥等動(dòng)力設(shè)備。(4)綜合力學(xué)性能好,有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度是18?8型奧氏體不銹鋼的2彳咅。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25%,韌性值A(chǔ)K(V型槽口)在100J以上。(5)可焊性良好,熱裂傾向小。一般焊前不需預(yù)熱,焊后不需熱處理,可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接?;谶@些優(yōu)異的性能,雙相不銹鋼鋼被廣泛應(yīng)用
6、在煉油、石化、造紙和化肥等工業(yè)領(lǐng)域中,成為管道的彎頭、三通及泵葉輪、閥、攪拌器、熱交換器等設(shè)備的過流部件優(yōu)選材料⑵。日前國內(nèi)外對雙相不銹鋼在不同介質(zhì)條件下的磨損腐蝕行為已有很多報(bào)道,研究雙相不銹鋼磨損腐蝕的機(jī)理以及提高其耐磨蝕性能已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。2雙相不銹鋼磨損腐蝕的機(jī)理腐蝕磨損是指摩擦副對偶表面在相對滑動(dòng)過程屮,表面材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),并伴隨機(jī)械作用而引起的材料損失現(xiàn)彖。腐蝕磨損通常是一?種輕微磨損,但在一定條件下也可能轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)重磨損。常見的腐蝕磨損有氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損⑶。1.氧化磨損除金、鈉等少數(shù)金加外,大多
7、數(shù)金加表而都被氧化膜覆蓋著。純凈金加瞬間與空氣中的氧起反應(yīng)生成單分子層的氧化膜,且膜的厚度逐漸增長,增長的速度隨時(shí)間以指數(shù)規(guī)律減小。當(dāng)形成的氧化膜被磨掉以后,又很快形成新的氧化膜,可見氧化磨損是由氧化和機(jī)械磨損兩個(gè)作用相繼進(jìn)行的過程。同時(shí)應(yīng)指出的是,一般情況下氧化膜能使金屈表面免于粘著,氧化磨損一般要比粘著磨損緩慢,因而可以說氧化磨損能起到保護(hù)摩擦副的作用。1.特殊介質(zhì)腐蝕磨損金屬與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕的情況下而產(chǎn)生的磨損,稱為特殊介質(zhì)腐蝕磨損,其磨損機(jī)理與氧化磨損相似,但磨損率較大,磨損痕跡較深。金屬表而也可能與某些特殊介質(zhì)起
8、作用而生成耐磨性較好的保護(hù)膜。雙相不銹鋼的磨損腐蝕是涉及材料學(xué)、腐蝕電化學(xué)、流體力學(xué)和傳遞過程等多學(xué)科交叉的一個(gè)研究領(lǐng)域,腐蝕過程十分復(fù)雜,影響因素多,從機(jī)理上看磨損腐蝕是在流動(dòng)