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EPR法评价316L不锈钢扩散连接晶间腐蚀

夏洪波  
【摘要】: 作为先进的材料连接技术,扩散连接已广泛应用于航空和核电领域。近年来,扩散连接技术在微化工机械封装中的应用受到广泛关注。奥氏体不锈钢以其优良的耐腐蚀性能和良好的综合力学性能成为制备微型换热器和微型反应器的首选材料。微化工机械系统中由于介质的腐蚀性,加之扩散连接工艺本身的特殊性对奥氏体不锈钢腐蚀性能有一定影响,因此研究奥氏体不锈钢扩散连接试样的腐蚀行为对于扩散连接工艺优化和微化工器件的可靠封装具有工程意义。 电化学动电位再活化法(Electrochemical Potentiokinetic Reactivation, EPR)常用于评价奥氏体不锈钢的腐蚀性能,它具有无损、快速和定量等特点,可用于工业现场检验材料的晶间腐蚀敏感性。 本文的研究内容与创新成果有以下几个方面: (1)本文采用在相同的敏化温度下对316L不锈钢扩散连接结构与接头,以及316L不锈钢母材进行敏化实验,通过金相观察其碳化物析出情况。试验结果表明:扩散连接试样的晶粒远大于母材的晶粒。母材在敏化温度下保温2小时后试样几乎没有析出物,保温8小时后才有很少的析出物。随着保温时间的增加,即敏化时间的加长,析出物逐渐增多,母材敏化保温至100小时时已产生大量的析出物,且连成网状。扩散连接试样没有碳化物的析出,是因为扩散连接形变处理加工产生的大量孪晶,提高了晶界网络低能晶界的比例,有效阻断大角度晶界贫铬的连续分布,降低了碳化物析出的可能性。 (2)采用双环EPR法研究316L不锈钢扩散连接试样在硫酸和连四硫酸钠溶液中的腐蚀敏感性,与相同条件下母材的腐蚀敏感性进行对比,并对金相显微镜下的组织进行研究。试验结果表明:扩散连接试样再活化率值比母材的再活化率值比小,说明扩散连接试样的耐晶间腐蚀的能力更好。 (3)用双环电化学动电位再活化法(EPR法)研究316L不锈钢扩散连接结构在H2SO4+Na2S4O6溶液中的晶间腐蚀敏感性。以再活化率Rr为评价指标,对扩散连接结构和母材进行EPR正交试验。分析结果表明:扩散连接工艺处理不会降低316L不锈钢的抗晶间腐蚀能力,反而会使其增高;影响316L不锈钢晶间腐蚀敏感性的因素显著性顺序为回归电位、溶液温度、敏化时间、硫酸的浓度、扫描速度、连四硫酸纳的浓度。


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