高温水环境下温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温水环境中,采用慢应变速率拉伸实验方法研究了温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)对试样断口形貌进行分析. 结果表明:在高温水环境中,温度为200～345 ℃时316 L不锈钢具有应力腐蚀开裂敏感性;材料脆性指标随温度升高而增大,应力腐蚀开裂敏感性增强,断口分析与之吻合;250 ℃是316 L不锈钢发生应力腐蚀开裂的敏感温度,断口边缘形貌呈现明显脆性断裂特征.     

pH值对高温高压水中304L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸试验方法,研究了不同pH值对304L不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析.结果表明:在300℃时,304L不锈钢在弱酸性和弱碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大.在中性溶液中,304L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合.     

小锥度试样在研究应力腐蚀裂纹形核中的应用

尝试利用小锥度试样测量304不锈钢应力腐蚀裂纹的形核时间,以确定裂纹形核在整个断裂过程中的贡献.结果表明,用小锥度试样可以有效测量应力腐蚀裂纹的形核时间.对304不锈钢,在沸腾MgCl2溶液中应力腐蚀裂纹的形核时间与应力之间满足ti=4310exp(-0.0097σ),而断裂时间与应力的关系为tf=6964exp(-0.0095σ),说明应力腐蚀断裂时间的大部分来源于裂纹的形核过程.断口形貌与外加应力有关,随外加应力增大,断口的穿晶解理部分减少.     

304和316L不锈钢的高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度和溶氧量(DO)对304和316L不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.结果表明:随着溶液温度升高,在304和316L不锈钢表面所形成的氧化膜的保护性能降低;随着DO升高,304和316L不锈钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;304和316L不锈钢表面形成了双层氧化膜,外层氧化膜颗粒尺寸和颗粒间隙随着温度的升高而增大,随着DO增加而减小;在所用实验条件下,316L不锈钢表现出比304更优异的抗腐蚀性能.     

NACE A溶液中S31603不锈钢慢应变速率拉伸试验研究

采用慢应变速率拉伸实验方法,研究了温度和压力对S31603奥氏体不锈钢在标准NACE A溶液(5.0%Na Cl和0.5%CH3COOH)中应力腐蚀敏感性的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)对断口形貌进行观察和分析表明,S31603不锈钢在NACE A溶液中易发生应力腐蚀开裂,温度和压力对S31603奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性有较大的影响,随着温度和压力的升高,试样的力学性能下降,应力腐蚀敏感性增强;在16MPa、160℃环境下,S31603不锈钢试样的断后延伸率和内积功应力腐蚀敏感性指数分别达到65.06%和72.1%,应力腐蚀开裂倾向最为显著。     

冷加工对316L不锈钢裂尖力学特性的影响

采用弹塑性有限元软件的子模型技术,研究了核电压力容器高温水环境中冷加工程度对316L不锈钢应力腐蚀裂纹尖端应力应变状态和断裂参量的影响,并结合316L不锈钢在不同冷加工程度下屈服强度、杨氏模量、硬化指数和偏移系数的变化规律,对比冷加工程度对微观裂纹尖端应力腐蚀开裂速率的影响,发现冷加工程度不同,材料的力学参数不同,进而影响应力腐蚀裂纹尖端Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变的分布状态和裂尖J积分变化规律。结果表明:不同冷加工程度引起316L不锈钢材料力学性能的变化会改变应力腐蚀裂纹裂尖应力应变状态和断裂参量的分布规律,当应力强度因子一定时,随着冷加工程度的增大,应力腐蚀裂尖Mises应力增大,而裂尖的等效塑性应变减小,同时应力腐蚀裂尖的拉伸应力随着冷加工程度的增大而增大,而拉伸应变随着冷加工程度的增大而减小,裂尖J积分随着冷加工程度的增大而增大,冷加工程度的增加在一定范围内加剧了高温高压水环境中316L不锈钢应力腐蚀开裂速率。     

模拟地热水环境中304不锈钢管材的结垢与腐蚀电化学行为

基于地热水输送过程中金属管道材料出现的腐蚀结垢问题,研究了模拟地热水(我国中部平原地热水的环境条件)中304不锈钢管材的结垢和电化学腐蚀行为. 结果表明,304不锈钢管在模拟地热水环境中的结垢过程分为结晶成核和晶核生长两个阶段,结晶成核阶段消耗结垢离子的速度比晶核生长阶段更快,304不锈钢管道表面结垢层的微观形貌为不规则的"稻草"状,地热水温度的变化促进了304不锈钢材料在模拟地热水中的点蚀敏感性,其表面钝化膜的保护性也随地热水温度的升高而降低.     

溶解氧和温度对O6Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响

通过慢应变速率拉伸试验,在超临界水环境中研究了溶解氧和温度对06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢的应力腐蚀开裂倾向的影响规律. 试验结果表明:在含不同溶解氧量(0/200/2000μg·kg-1 ) 的450℃和550℃超临界水环境中,不锈钢都呈现出不同程度的应力腐蚀开裂倾向. 随着水中溶解氧含量的增加,不锈钢的应力腐蚀开裂倾向更为明显. 随着温度的上升,应力腐蚀开裂倾向反而会下降. 在含不同溶解氧量(0/200/2000μg·kg-1 )的650℃超临界水环境中,不锈钢只发生塑性断裂,未发现应力腐蚀开裂倾向,并且溶解氧对其影响也不是很明显.     

温度对SUS304与SUS430不锈钢耐腐蚀性及其钝化膜半导体性能的影响

使用SUS304与SUS430不锈钢作为研究材料,应用动电位极化曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法,对比研究了SUS304与SUS430不锈钢在1mol/L的NaHCO3溶液中、20~80℃温度内的腐蚀性能及其钝化膜半导体性能。结果表明,随着温度的升高,SUS304与SUS430不锈钢自腐蚀电流增加,溶液电阻与极化电阻减小,弥散效应增强;由M-S曲线知,在-0.5~0.5V电位区间,20~80℃温度内,SUS304与SUS430不锈钢钝化膜均表现为n型半导体性质,M-S曲线拟合直线斜率随温度的升高而降低,平带电位负移;可见在温度作用下,钝化膜半导体费米能级正移,使能级差减小而造成以氧空位为主要点缺陷的浓度增大,导致SUS304与SUS430不锈钢腐蚀加剧。其中SUS304奥氏体不锈钢比SUS430铁素体不锈钢具有较好的耐蚀性。本研究对探索腐蚀机理与选择合理的防腐新材料具有一定的借鉴作用。     

氮对奥氏体不锈钢在高温水中应力腐蚀的影响

本试验采用了EPR电化学方法及金相分析法,研究了不同含氮量的奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀的性能;采用了缓慢应变速率试验方法,研究了其抗应力腐蚀性能,并通过扫描电子显微镜及透射电子显微镜,进行了断口形貌及位错结构分析,系统地了解了氮在304奥氏体不锈钢中具有阻滞敏化而提高抗应力腐蚀的性能及在高温水中缓蚀应力腐蚀的作用。试验证明,当含氮量为0.16％时,奥氏体不锈钢具有最佳的抗应力腐蚀、抗晶间腐蚀及强度、塑性等综合性能。     

304不锈钢超高周疲劳试验裂尖马氏体相变

采用超声疲劳试验技术对304不锈钢进行了超高周疲劳试验,并用扫描电镜对疲劳断口进行了分析。结果显示304不锈钢在Nf=8.60×108,σα=±206MPa的疲劳断口SEM形貌中的第一裂纹扩展区高倍放大像出现羽毛状片层结构,通过X射线衍射发现在奥氏体峰旁有铁素体峰出现。通过分析推测,304不锈钢超高周疲劳试验形变诱发马氏体相变。     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

Preparation of high-performance ultrafine-grained AISI 304L stainless steel under high temperature and pressure

Bulk ultra-fine grained (UFG) AISI 304L stainless steel with excellent mechanical properties was prepared by a high-temperature and high-pressure (HTHP) method using nanocrystalline AISI 304L stainless steel powders obtained from ball milling. Samples were sintered in high-pressure conditions using the highest martensite content of AISI 304L stainless steel powders milled for 25 h. Analyses of phase composition and grain size were accomplished by X-ray diffraction and Rietveld refinement. By comparing the reverse martensite transformation under vacuum and HTHP treat, we consider that pressure can effectively promote the change in the process of transformation. Compared with the solid-solution-treated 304L, the hardness and yield strength of the samples sintered under HTHP are considerably higher. This method of preparation of UFG bulk stainless steel may be widely popularised and used to obtain UFG metallic materials with good comprehensive performance.     

Martensite transformation induced by deformation and its phase electrochemical behavior for stainless steels AISI 304 and 316L

The martensite transformation induced by tensile elongation and its effect on the behavior of phase electrochemistry of AISI 304 and 316L in 3.5% NaCl solution were studied. The results show that the content of α'-martensite in stainless steel 304 increases with the true strain. As α'-martensite content increased, free corrosion potential and pitting potential of stainless steel 304 in 3.5% NaCl solution appeared the change trend of a minimum. It was also found that pitting nucleated preferentially at the phase interfaces between martensite and austenite. There existed apparent difference between electrochemical properties of austenite and of martensite for stainless steel 304 and 316L in 3.5% NaCl solution.     

压力管道金属材料焊接接头的流动加速腐蚀性能

通过温度、压力、流速可控的流动加速腐蚀实验机,模拟某冷凝水管线工况,对20钢分别与20钢、Q345R钢和304不锈钢焊接接头的流动加速腐蚀性能进行研究。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行表征。结果表明:腐蚀速率从大到小依次为20钢-20钢、20钢-Q345R钢、20钢-304不锈钢;相对于20钢母材,3种焊接接头的腐蚀电流均变小,腐蚀电位均向正方向偏移,构成电偶腐蚀时加速了母材的腐蚀速度。在介质流动的状态下,20钢-20钢焊接接头腐蚀产物膜为柱状,20钢-Q345R钢焊接接头腐蚀产物膜为分层片状结构,20钢-304不锈钢焊接接头腐蚀产物为网状结构,其覆盖率从大到小依次为20钢-Q345R,20钢-304不锈钢,20钢-20钢。     

应用方波电位脉冲方法检测304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性

用方波电位脉冲法，对ＡＩＳＩ３０４Ｌ不锈钢主要由晶界贫铬引起的晶间腐蚀敏感性随敏化时间的变化规律进行了研究。通过比较发现方波电位脉冲实验与ＥＰＲ方法、１０％草酸电解实验以及Ｈ２ＳＯ４－ＣｕＳＯ（４－）钢屑实验之间存在着较好的对应关系。方波电位脉冲法可以精确地定量反映３０４Ｌ不锈钢的晶间腐蚀敏感性，对应第１０个脉冲的再活化电流密度峰值ｉ（ｒ１０）可作为反映晶间腐蚀敏感性的特征参数。     

极化曲线法比较彩色不锈钢在硫酸介质中的耐蚀性

通过化学着色法对304HC,316,316L不锈钢进行了着金黄色及其热水固膜后处理,运用动态极化曲线扫描法测定了其点蚀击穿电位,结果表明,3种不锈钢着色后的点蚀击穿电位提高80-100mV,耐蚀性能明显提高;热水固膜处理后的彩色不锈钢。304HC不锈钢的点蚀击穿电位又提高了80mV,耐腐蚀进一步增强。     

Electrochemical behavior of 304 stainless steel with electrodeposited niobium as PEMFC bipolar plates

In order to enhance the corrosion resistance of 304 stainless steel, niobium was electrodeposited on its surface in air- and water-stable ionic liquids. The electrochemical behaviors of bare and niobium-coated 304 stainless steel were evaluated by electrochemical tests in a simulated proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) environment. The results showed that niobium could be electrodeposited on the surface of 304 stainless steel from ionic liquids, and a smooth and strong chemical inert compound film was obtained on the surface of 304 stainless steel, which was mainly composed of NbO and Nb₂O₅. The thin composite film acted as a barrier and remarkably improved the corrosion resistance of 304 stainless steel in the PEMFC environment.     

Experimental determination of mechanical properties and short-time creep of AISI 304 stainless steel at elevated temperatures

The high temperature properties of AISI 304 stainless steel were studied. Basic data about the employed experimental equipment, testing procedures, and specimen geometry were given. The experimental setup was used to obtain stress-strain diagrams from tensile tests at room temperature as well as several elevated temperatures. Furthermore, the specimens were subjected to short-time creep tests at various temperatures. Stress levels for creep testing were established as a percentage of yield stress. The results indicate that at lowered temperatures and lower stress levels, AISI 304 stainless steel can be used as a sufficiently creep resistant material.     

电化学处理苯酚废水时阳极聚苯酚膜的剥离

采用刮削法、化学试剂法、热力分解法、电化学法等对电化学处理苯酚废水时阳极生成的聚苯酚膜层与不锈钢基体的分离进行了探索研究。电化学测试、差热扫描分析结果表明：刮削法、化学试剂法和热力分解法存在膜去除不彻底或聚合物不能回收等缺点，只有电化学法能彻底移除阳极聚苯酚膜。控制体系pH为2、采用0.1mol/L硫酸钠水溶液为电解质、阳极电流密度维持在10mA/cm²以上及电解时间3～10min，即可将苯酚聚合物与不锈钢基体剥离，阳极不锈钢电极可直接回用。