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304不锈钢管热处理后的耐腐蚀性能

来源:小编 发布时间:2022-04-18 次浏览

304不锈钢管具有较低的层错能。通过热机械处理可以改变晶界的特征分布,并显著增加e-csl晶界的比例,如图1所示

 

图1a是未加工304不锈钢管的SEM图像,图Lb是取向成像显微镜(oim)上基板样品获得的晶界特征分布。在取向成像图中,细灰色实线代表e-csl晶界,粗实线代表大角度晶界,如下所示。晶界取向关系的统计结果表明,未经处理的304不锈钢管基体的e-csl晶界比例约为63%

 

图1c和图1D显示了经热机械处理的304不锈钢管的SEM图像和晶界特征分布。x-csl晶界比例提高到85%左右,大量大角度晶界被e-csl晶界取代,连续大角度晶界被分离。观察表明,经热机械处理的样品中很容易出现热处理的李子晶体。图2A显示了通过SEM观察到的热机械处理处理的304不锈钢管中从大角度晶界衍生的孪晶。OIM显示,孪晶的衍生截面从高能晶界转变为低能e17a晶界,如图2B所示。样品敏化并用10%草酸溶液腐蚀后,由孪晶衍生的高能晶界没有出现蚀刻槽,因为形成了新的低能晶界,其他高能晶界被蚀刻通过,如图2A所示

 

图3所示的TEM照片显示了高能晶界上由于孪晶而产生的低能晶界的另一个示例。对标准菊池线图的分析表明,由GBE产生的低能晶界是b13b CSL晶界。图3B显示了图3。中所示结构的结构图。在图3-B中,R代表大角度晶界,大部分晶格含量分布在虚线1.2和3 

 

 

的一侧。从晶界结构照片可以看出,高能晶界上存在碳化物沉淀,分析表明它是cr23q碳化物;而e13bcsi在晶界上没有碳化物析出。同样,孪晶面上没有碳化物沉淀。因为它的孪晶面是f.3csl低能晶界。图4和图5分别显示了经热机械处理的304不锈钢管的铬含量分布,其垂直于和沿着低能晶界、高能晶界和新衍生的GBE孪晶界。从铬分布曲线可以看出,低能E13B CSL晶界显示中度缺铬,铬含量在15%的右侧,铬含量沿晶界的分布非常不稳定(图4)。f3csl晶界上没有晶格损耗(图5b)。最严重的缺铬发生在大角度晶界,其铬含量仅为12%(图5a)。确保不锈钢管良好耐腐蚀性的最低铬含量为12.7%。与该值相比,由CBE新获得的低能晶界上的铬含量可以明显确保材料具有良好的耐腐蚀性而不发生腐蚀

 

晶界可以因高能而开裂并转变为其他类型的晶界。其中之一是低能热处理孪晶界转变为面心立方结构。在晶体生长过程中,热处理的梅花晶体的形成会降低晶界能。如图2和图3所示,由于大角度高能晶界中的GBE和相干界面结构(2,CSL晶界),热处理plum产品的形成可以引入新衍生的低能晶界。一般来说,孪晶的形成或反应总是会增加CSL晶界的比例,甚至在低层错能材料(如304不锈钢管)的高能晶界上衍生出低能晶界。这项研究可以清楚地表明,用GBE衍生的热机械处理方法对低能晶界进行处理,可以抑制晶界碳化物的析出,从而抑制缺铬。在热机械处理过程中,迁移的晶界必须与晶格、位错等晶界相互作用。由于新导出的低能晶界的位错率远低于大角度晶界的位错率,并且在能量吸取完成之前,迁移是不可能的,因此GBE导致的新导出的低能晶界不会长距离迁移。当然,高溢流处理也使晶界转变为低能晶界成为可能。由GBE产生的低能晶界也因结构突变而难以与晶格缺陷相互作用。由于孪晶的形成,在大角度晶界上产生的低能晶界可能是GBE的起点。GBE通过预变形处理产生孪晶,可以使晶界网络具有较高比例的低能晶界,从而有效阻止缺铬在大角度晶界的连续分布,抑制不锈钢管表面沿晶界向内扩展的晶间腐蚀。图6说明了通过热机械处理引入低能晶界以阻止晶间腐蚀的过程。GBE诱发的低能晶界阻塞晶间腐蚀是改善奥氏体不锈钢管晶间腐蚀性能的实质。图7显示了GBE抑制穿晶腐蚀的实验结果。可以看出,GBE引入的低能晶界能有效提高材料的晶间腐蚀抗力。



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