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《南昌航空大学》 2010年
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热处理工艺对510L热轧钢氧化皮结构和腐蚀性能的影响

周伟  
【摘要】: 本文以510L热轧钢为基体,通过对氧气浓度、加热温度的控制,经过热处理工艺在其表面制备氧化皮;其次对热处理温度进行控制,对热轧钢原始氧化皮试样进行了一定的后续热处理。并采用XRD、SEM、EDS等手段,讨论了不同热处理工艺对氧化皮的物相组成、表面形貌和截面结构的影响。最后,通过室内干湿周期浸润腐蚀实验和电化学测试(极化曲线、交流阻抗)相结合,对氧化皮试样的耐腐蚀性能进行了测试。 通过研究氧浓度对氧化皮的影响得出:氧化皮主要由Fe_3O_4、少量Fe_2O_3及Fe组成,随氧浓度提高,氧化皮中Fe_2O_3的量增加;随氧浓度提高,氧化皮厚度增加,氧浓度低于10%不利于氧化皮的生长使氧化皮较薄,但当氧浓度超过30%,氧浓度对氧化皮生长的影响不大,且氧浓度过高(大于30%)制备的氧化皮内部缺陷增多;通过腐蚀性能测试发现,氧浓度过高(大于30%)使氧化皮缺陷多和氧浓度过低(5%)使氧化皮薄都导致氧化皮耐腐蚀性能较差,20%制备的试样最耐蚀,其次为10%,60%,5%,40%。 在500℃-580℃制备氧化皮,随温度的提高,氧化皮厚度增加,在0-24h氧化服从氧化抛物线规律;氧化皮主要由Fe_2O_3和Fe_3O_4组成,随温度的提高,Fe_2O_3的量增加,氧化皮微观孔隙增多。通过腐蚀性能测试发现,氧化皮厚度对氧化皮腐蚀性能起到较大作用,580℃制备的试样最耐蚀,其次分别为560℃、550℃和500℃。 510L钢原始氧化皮主要由Fe_3O_4、少量Fe_2O_3及Fe组成,沿宽度方向从边缘至内部,Fe_2O_3的量逐渐减少,中心基本不含有Fe_2O_3相。同时,510L钢原始氧化皮存在较多结构缺陷,且整个氧化皮有大量的Fe存在。在350℃-550℃对原始氧化皮进行后续热处理,在一定程度上改善了原始氧化皮的结构,特别在550℃进行后续热处理,使得氧化皮表面更加连续,氧化皮内部孔隙和Fe的含量也明显减少。通过腐蚀实验结果发现,随着后续热处理温度的升高,氧化皮试样的耐腐蚀性能提高,550℃后续热处理试样最耐蚀,其次分别为500℃、450℃、400℃和350℃,原始氧化皮试样相对最不耐腐蚀。
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