新型耐海水腐蚀不锈钢的耐蚀性研究

【摘要】： 本论文的研究是在国外已研发的基础上,对一种耐海水腐蚀不锈钢的基本配方进行调整,采用正交实验法对基本合金元素配方和热处理方案进行确定。将材料在电弧熔炼炉里进行熔炼。然后对铸件进行固溶和时效处理,并做局部耐蚀性浸泡腐蚀和电化学腐蚀实验,从而讨论所确定配方试样的耐海水腐蚀性能。 本文主要利用电化学法和在FeCl_3溶液中及人工海水里的浸泡失重法研究了实验钢的腐蚀行为。实验采用X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)、金相显微组织观察、差热分析(DSC)、压缩应力应变曲线、硬度测试及腐蚀测量系统等研究试样的耐腐蚀性能。实验结论如下: (1)针对不锈钢在海水环境中主要发生点蚀和缝隙腐蚀而失效的特点,本实验将先采用耐点蚀浸泡实验。通过35℃,24h的实验室浸泡实验,在耐点蚀实验中结果为:各因素对腐蚀率影响的主次顺序为:Mn(%)Cu(%)V(%)Si(%)固溶温度(℃)时效温度(℃)固溶时间(min)。 耐点腐蚀性能表现良好的配方是:Cr(20%)Ni(18%)Mo(6%)V(0.8%)Si(0.1%)其余为铁。记为试样1。热处理制度为:固溶温度(1100℃),固溶时间(120min),水冷;时效温度(520℃),时效时间(4h),空冷。耐点蚀腐蚀率为0.0826 mm/a。在人工海水中浸泡7天后的腐蚀率为0.05838mm/a,浸泡14天后的腐蚀率为0.04837 mm/a。 (2)通过35℃,24h的耐缝隙腐蚀实验室浸泡,实验在耐缝隙腐蚀实验中结果为:各因素对腐蚀率影响的主次顺序为:Mn(%)Cu(%)Si(%)固溶温度(℃)V(%)固溶时间(min)时效温度(℃)。 在试样做耐缝隙腐蚀浸泡实验过程中,耐腐蚀性能表现良好的配方是:Cr(20%)Ni(18%)Mo(6%)Mn(0.2%)V(1.5%)Si(0.8%)其余为铁。记为试样2。热处理制度为:固溶温度(1100℃),固溶时间(30min),水冷:时效温度(520℃),时效时间(4h),空冷。耐缝隙腐蚀腐蚀率为0.2156 mm/a。在人工海水中浸泡7天后的腐蚀率为0.021715mm/a,浸泡14天后的腐蚀率为0.032148 mm/a。 经过三种实验室浸泡试验后表明两种实验钢的腐蚀率均比对比材料316L小,说明本文研究的这两种新型配方不锈钢有优良的耐腐蚀性。但两种的腐蚀率都比TC4的大,说明其耐腐蚀性比不上TC4。耐人工海水腐蚀浸泡实验结果表明试样2比试样1有较小的腐蚀率,经14天浸泡后的表面蚀坑形貌也较试样1平整。