雙相不銹鋼S32760在制酸系統(tǒng)流程中耐腐蝕性能的研究.pdf

1、由于α+γ鉻鎳雙相不銹鋼的微細(xì)組織結(jié)構(gòu)，使得雙相不銹鋼在應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮良好的耐腐蝕性能，但由于鎳屬于昂貴元素，鎳含量過高會增加生產(chǎn)成本，而最新開發(fā)的經(jīng)濟型雙相不銹鋼僅含有1%~4%的鎳，使其成為一種具有較大應(yīng)用潛力并且經(jīng)濟適用的不銹鋼材料。超級雙相不銹鋼S32760是加入了W和Cu元素后合金化而成的一種新型不銹鋼，然而經(jīng)過不同方式的熱處理后，其在不同制酸系統(tǒng)流程中的宏觀性能與其微觀組織之間的關(guān)系還有待研究。因此本文利用OM、XRD、

2、SEM以及EDS等方式探索了不同熱處理工藝對雙相不銹鋼S32760微觀組織的影響。通過浸泡失重法測量腐蝕速率，電化學(xué)實驗法測量極化曲線和阻抗譜來研究原始材料，950℃、1000℃、1050℃、1100℃和1150℃固溶處理，650℃、750℃、850℃和950℃時效處理后的材料在不同溫度和濃度的硫酸和磷酸中的耐腐蝕性能，并觀察材料的腐蝕形貌，分析得出材料最優(yōu)的熱處理工況和最適宜應(yīng)用的制酸系統(tǒng)環(huán)境。
　　本文研究表明，軋制態(tài)雙相不銹

3、鋼S32760材料的微觀結(jié)構(gòu)以鐵素體相和奧氏體相為主，分布均勻，并且無雜質(zhì)相析出。隨硫酸溶液濃度的逐級增加，雙相不銹鋼S32760的腐蝕速率呈現(xiàn)出先加快后減緩的趨勢，當(dāng)濃度達到40%時，材料的腐蝕速率最快，達到44.3824mm/a；而以溫度為變量時，隨著硫酸溫度的升高，材料的耐腐蝕性能也是先變?nèi)鹾笤鰪?，溫度達到125℃時，耐腐蝕性能最差，腐蝕速率達到0.9634mm/a，然而當(dāng)溫度升高至200℃時，材料的腐蝕速率只有0.1686mm/

4、a，耐腐蝕性能大幅度提升。根據(jù)電化學(xué)腐蝕實驗可得知，雙相不銹鋼S32760在80%磷酸溶液中，將溫度逐漸升高至15℃、30℃、50℃時，材料的容抗弧半徑依次減小，耐腐蝕性能逐漸變差；在40℃恒溫水浴中，隨著磷酸濃度增至10%、30%、50%時，材料的自腐蝕電位Ecorr依次減小而自腐蝕電流Icorr逐漸增大，材料耐腐蝕性能呈下降趨勢。
　　雙相不銹鋼S32760在950℃~1150℃的溫度范圍內(nèi)（溫差遞進間隔為50℃）依次進行固溶

5、處理，材料組織結(jié)構(gòu)主要以鐵素體相和奧氏體相為主，但鐵素體相含量逐漸增大。當(dāng)溫度升高至1050℃時，利用XRD并結(jié)合金相圖片分析可知，材料微觀組織中無二次相析出，鐵素體相從條狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹窆?jié)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高，組織中開始析出碳化物和氮化物。固溶處理后的材料在98%濃硫酸中進行耐腐蝕性能測試發(fā)現(xiàn)：隨著固溶溫度的升高，材料的耐腐蝕性能先變好后變差，在1050℃時耐腐蝕性能最好，腐蝕速率只有0.0981mm/a。對比電化學(xué)腐蝕實驗結(jié)果可知，經(jīng)

6、過1050℃固溶處理的雙相不銹鋼S32760在20%稀硫酸和40%磷酸溶液中電化學(xué)腐蝕后耐腐蝕性能同樣最佳。
　　將經(jīng)過1050℃固溶處理后的試樣，再在650℃~950℃的溫度范圍內(nèi)（溫差遞進間隔為100℃）進行1h的時效處理。實驗結(jié)果表明，隨著時效溫度的升高，材料中σ相的析出量先增多后減少。σ相是影響材料性能的重要因素，850℃是S32760雙相不銹鋼中σ相析出的鼻尖溫度。隨著溫度的逐級升高，材料的腐蝕速率先變快后變慢，當(dāng)溫度達

7、到850℃時，腐蝕速率最快，達到0.1635mm/a，比固溶態(tài)加快了40%，此時試樣的耐腐蝕性能最差。對比電化學(xué)腐蝕實驗結(jié)果可知，經(jīng)過850℃時效處理后的試樣在20%稀硫酸和30%磷酸溶液中測得的自腐蝕電位Ecorr達到最負(fù)電位而此溫度下的自腐蝕電流達到最大，電化學(xué)容抗弧半徑最小，材料的耐腐蝕性能最差，這與浸泡腐蝕實驗結(jié)果相同。
　　本文通過研究原始態(tài)與經(jīng)過不同方式熱處理后材料的耐腐蝕性能和微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，獲得不同條件下雙