【摘 要】
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304不锈钢是一种应用较为广泛的奥氏体不锈钢,由于其表面存在一层致密的钝化膜,304不锈钢表现出优良的抗腐蚀性能,使得其在海洋、石油等严苛的服役环境中发挥着重要的作用。但是,由于304不锈钢的强度和硬度较低,在设备的加工制造过程中,常通过冷轧等冷加工方式来提高材料的强度,这就避免不了会产生形变诱发马氏体相变。相变后,板条状马氏体中存在大量的位错、空位等缺陷,这些缺陷会作为不锈钢的点蚀源,使其在含氯
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304不锈钢是一种应用较为广泛的奥氏体不锈钢,由于其表面存在一层致密的钝化膜,304不锈钢表现出优良的抗腐蚀性能,使得其在海洋、石油等严苛的服役环境中发挥着重要的作用。但是,由于304不锈钢的强度和硬度较低,在设备的加工制造过程中,常通过冷轧等冷加工方式来提高材料的强度,这就避免不了会产生形变诱发马氏体相变。相变后,板条状马氏体中存在大量的位错、空位等缺陷,这些缺陷会作为不锈钢的点蚀源,使其在含氯离子的海洋环境中更容易发生点蚀,在应力作用下发生应力腐蚀破裂,这一系列的反应导致了设备和管道的过早失效,甚至发生灾难性事故。本文主要对3.5%Na Cl溶液中冷加工前后304不锈钢的组织结构、物相组成、力学性能和腐蚀行为进行了研究,同时研究了氯离子浓度对冷加工前后304不锈钢腐蚀行为的影响。采用光学显微镜和透射电子显微镜对材料的组织结构进行表征;采用X射线衍射仪对材料的物相组成进行标定;采用显微硬度计测量材料的硬度值;采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法来评价材料的点蚀性能;采用微区电化学阻抗谱、M-S曲线、电容电位曲线等方法来评价钝化膜的电化学性能;采用XPS的方法分析钝化膜成分;采用SEM和LSCM的手段表征材料的腐蚀形貌。结果表明:冷加工前,304不锈钢的组织为单一奥氏体相,冷加工后,304不锈钢发生了马氏体相变,组织由原奥氏体相和形变诱发马氏体相组成;冷加工后产生加工硬化,304不锈钢的硬度明显增加,硬度值是未处理前的两倍多;马氏体相变后,304不锈钢的耐点蚀能力下降,稳态点蚀阶段点蚀坑的直径和深度均增加,点蚀坑的形状仍为深孔形;马氏体相变后,304不锈钢钝化膜的电化学性能下降,钝化膜的半导体性能和未处理前一样,均为n型半导体;马氏体相变后,304不锈钢的钝化膜成分由铁铬化合物或单质构成,但与未处理前相比成分略有差别;随着氯离子浓度的增加,相变前后304不锈钢的耐点蚀性能和钝化膜的电化学性能均降低,且在氯离子浓度相同时,相变后304不锈钢的耐点蚀性能和钝化膜的电化学性能均较未处理前差。
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