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铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究
铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究
摘要
在工业生产中，双相不锈钢在腐蚀环境中有较好的耐蚀性能，处于一种粒界和组织性相互协调的状态，可承受高温、高压等恶劣条件，应用广泛。本文通过实验研究，探究了双相不锈钢点腐蚀的行为及其影响因素。结果表明，双相不锈钢在点腐蚀条件下会发生点蚀纹，形成局部电偶，导致腐蚀加剧。双相不锈钢微观组织中A相富铬，B相富镍，A、B相界面化学环境复杂，当双相不锈钢中的晶粒尺寸过小，会导致晶界能量增大，晶界处形成局部腐蚀电池，加速腐蚀。而加入Mo和N等元素可以有效提高双相不锈钢的耐蚀性能，抑制点腐蚀发生。
关键词：双相不锈钢；点腐蚀；微观组织；腐蚀电池；耐蚀性能
Abstract
Inindustrialproduction,duplexstainlesssteelhasgoodcorrosionresistanceincorrosiveenvironment,andisinastateofmutualcoordinationbetweengrainboundariesandmicrostructure,whichcanwithstandhightemperature,highpressureandotherharshconditions,andiswidelyused.Inthispaper,throughexperimentalstudy,thebehaviorofpointcorrosionofduplexstainlesssteelanditsinfluencingfactorswereexplored.Theresultsshowedthatundertheconditionsofpointcorrosion,pittingcorrosionmarkswouldoccuronduplexstainlesssteel,forminglocalvoltaic,leadingtointensifiedcorrosion.ThemicrostructureofduplexstainlesssteelisrichinchromiuminAphaseandnickelinBphase.ThechemicalenvironmentatA-Bphaseinterfaceiscomplex.Whenthegrainsizeofduplexstainlesssteelistoosmall,thegrainboundaryenergywillincrease,andlocalcorrosioncellswillformatgrainboundaries,whichwillacceleratecorrosion.TheadditionofMoandNelementscaneffectivelyimprovethecorrosionresistanceofduplexstainlesssteelandinhibittheoccurrenceofpittingcorrosion.
Keywords:duplexstainlesssteel;pointcorrosion;microstructure;corrosioncell;corrosionresistance
引言
钢材的腐蚀是不可避免的问题，在工业生产中，钢材的腐蚀会直接影响设备的使用寿命、安全性和性能等方面。因此，对于腐蚀问题的研究一直是一个重要的课题。在此背景下，双相不锈钢(DuplexStainlessSteel)应运而生，并逐渐成为了工业生产中的重要材料，有效解决了传统不锈钢在一些领域的不足。这是由于双相不锈钢的微观组织较之于其它钢种来说更为复杂，其中包含了A相和B相两种不同种类的晶粒，这两种相相互协调同时各具特点，能够抵抗含氯离子等强腐蚀环境的侵蚀。但是，双相不锈钢在使用过程中仍然存在一些腐蚀问题，其中的点腐蚀现象比较普遍，在具体的应用时需要注意。
实验方法
本次实验在实验室内进行，双相不锈钢的样品为12mm*12mm*2mm，电化学实验条件为：电解液为3%NaCl溶液，在室温下进行，扫描速率0.5mV/s；同时对增镍和增钼的双相不锈钢进行了对比实验。
实验结果
1.双相不锈钢点腐蚀现象
在测试实验后，采用光学显微镜观察样品表面，发现双相不锈钢表面存在点蚀纹，说明这种钢材在点蚀环境下容易形成局部电偶，加剧了腐蚀的速度。
2.微观组织对双相不锈钢耐蚀性的影响
双相不锈钢的具体组织形态分为两类，分别是A相和B相，A相富铬，B相富镍，两相之间形成晶界。当晶粒的尺寸较小时，晶界能量较大，容易形成局部腐蚀电池。因此，在实验中，研究晶粒尺寸对双相不锈钢耐蚀性的影响，发现晶粒尺寸越小，腐蚀越严重，说明粒界能量增大是引起局部腐蚀电池的主要因素之一。
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