超高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效鋼在酸性環(huán)境中的腐蝕行為與機(jī)理研究.pdf

1、00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時(shí)效鋼是高合金超高強(qiáng)度鋼的一個(gè)典型鋼種，其性能特點(diǎn)是在具有超高強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的韌性，并且熱處理工藝簡(jiǎn)單。在實(shí)際應(yīng)用中，更準(zhǔn)確的了解和認(rèn)識(shí)00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時(shí)效鋼的耐腐蝕性能，對(duì)充分發(fā)揮該鋼的超高強(qiáng)度和高韌性具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文通過(guò)化學(xué)浸泡法、電化學(xué)測(cè)試法、形貌觀察法和成分分析法對(duì)超高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效鋼在酸性FeCl3環(huán)境中的腐蝕行為與機(jī)理進(jìn)行綜合、深入研究，得到了00Ni1

2、8Co12Mo5Ti鋼在強(qiáng)氧化性的HNO3溶液和還原性的H2S溶液兩種預(yù)處理后的耐腐蝕性能差異，并將其與15-5PH馬氏體不銹鋼和40Cr低合金鋼在FeCl3溶液中的耐腐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比。本文的研究結(jié)果對(duì)該鋼種的使用壽命的估算具有參考價(jià)值，對(duì)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排也有重要的實(shí)踐意義。
　　運(yùn)用浸泡腐蝕失重法對(duì)比經(jīng)HNO3鈍化后與H2S預(yù)處理后三種材料的腐蝕速率、表面宏觀、微觀形貌等特性，研究結(jié)果顯示00Ni18Co12Mo5Ti鋼宏觀腐

3、蝕形貌為河流沖刷狀，微觀則顯示蜂窩帶孔狀，耐腐蝕性能較為穩(wěn)定;15-5PH不銹鋼呈現(xiàn)典型點(diǎn)蝕形貌，經(jīng)H2S預(yù)處理后，浸泡36h時(shí)點(diǎn)蝕孔直徑達(dá)到了752.6μm，是HNO3鈍化后點(diǎn)蝕孔直徑76.1μm的10倍大小;40Cr低合金鋼在兩種環(huán)境下都表現(xiàn)出了嚴(yán)重的剝落腐蝕形貌。硝酸鈍化浸泡腐蝕36h后00Ni18Co12Mo5Ti鋼的腐蝕速度為9g/m2·h，比15-5PH不銹鋼高了9倍，是40Cr低合金鋼的0.4倍。氫硫酸處理后00Ni18C

4、o12Mo5Ti鋼在前期腐蝕速度比不銹鋼稍快，而36h后的腐蝕速度為9.5g/m2·h，低于15-5PH不銹鋼(11g/m2·h)，是40Cr低合金鋼的0.2倍。三種試樣在36h前的腐蝕速率很快，36h后腐蝕速率趨于穩(wěn)定，表明對(duì)金屬材料腐蝕的防護(hù)，前期是重點(diǎn)。Tafel極化曲線數(shù)據(jù)顯示三種材料經(jīng)預(yù)處理后都出現(xiàn)了較為明顯的鈍化現(xiàn)象，腐蝕電位和腐蝕電流變化趨勢(shì)與浸泡腐蝕速率基本吻合。
　　運(yùn)用電化學(xué)測(cè)試、腐蝕形貌觀察和能譜分析等試驗(yàn)，

5、對(duì)比分析了00Ni18Co12Mo5Ti鋼極化曲線、交流阻抗譜圖、表面微觀腐蝕形貌和能譜等特性，本文研究得出經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的試樣表面會(huì)形成良好的保護(hù)膜，HNO3鈍化膜效果更好，預(yù)處理后的腐蝕性都具有較好的穩(wěn)定性。金相顯示00Ni18Co12Mo5Ti鋼在腐蝕初期表現(xiàn)出了明顯的晶間腐蝕傾向;SEM形貌顯示，腐蝕36h后微孔直徑穩(wěn)定在40μm，試樣在36h前表面為河流沖刷狀形貌，沒(méi)有產(chǎn)生明顯的孔洞;36h開(kāi)始產(chǎn)生蝕孔，隨著周期的延長(zhǎng)，蝕孔直徑

6、也不斷增大，腐蝕后期在蝕孔內(nèi)部又開(kāi)始出現(xiàn)新的孔蝕現(xiàn)象。能譜結(jié)果顯示00Ni18Co12Mo5Ti馬氏體時(shí)效鋼的主要腐蝕產(chǎn)物是穩(wěn)定態(tài)的Fe2O3。
　　熱處理后00Ni18Co12Mo5Ti鋼的板條馬氏體晶粒和組織得到細(xì)化，析出物分布更加彌散均勻。對(duì)九種熱處理后試樣進(jìn)行腐蝕測(cè)試試驗(yàn)，其結(jié)果顯示，固溶溫度的增加會(huì)使試驗(yàn)材料腐蝕失重速率增大，腐蝕電位降低，Tafel極化曲線陰極區(qū)域減小，耐腐蝕性降低。時(shí)效溫度相同時(shí)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)腐蝕電位