受应变SUS316L焊缝在高温液态钠中的腐蚀行为

在600℃的热对流钠中进行了1000小时手工焊316L焊缝的两点弯曲试验。SEM,EDAX,AES和金相分析表明,钠蚀后焊缝表面膜主要由铬的碳化物、NaCrO_2组成,局部脱落形成钠蚀坑,钠蚀形态为点蚀和δ铁素体优先溶解,平均钠蚀深度为7.3μm。点蚀主要是由于焊缝氧含量高、含有硅酸盐夹杂物造成的,焊缝δ铁索体中富铬及高温长期运行发生δ→σ相变则是δ铁素体优先溶解的主要原因。应变加速了焊缝中δ→σ相变,促进了δ铁素体的优先溶解。     

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.     

316L不锈钢应力腐蚀研究进展

316L不锈钢具备良好的力学性能、焊接性能、耐蚀性能,被广泛应用于化工管道、船舶及核电等领域。因其应用环境复杂,316L不锈钢在特定介质环境和拉应力的协同作用下,易发生应力腐蚀开裂,导致严重事故。概述了316L不锈钢应力腐蚀裂纹萌生及扩展的规律,总结了其应力腐蚀的阳极溶解和氢致开裂两种微观主导机制的特点。在此基础上,针对介质环境、材料、表面应力状态3个影响因素,综述了近年来通过调节介质环境的pH、溶液浓度、引入压应力、优化微观结构及涂层工艺等方面,改善316L不锈钢应力腐蚀性能的研究进展。最后,基于316L不锈钢面临的应力腐蚀问题,从应力腐蚀机制和防护措施两方面展望了316L不锈钢应力腐蚀的研究热点和方向。     

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.     

溶解氧对高温水中冷变形316L应力腐蚀开裂的影响规律

为研究冷变形不锈钢材料在不同溶解氧含量时的开裂规律,使用经冷弯变形的管道316L不锈钢在模拟压水堆一回路温度和压力的条件下进行实验.使用直流电压降法,原位在线测量材料在水中不同含氧量下的裂纹扩展速率.实验结果:材料的裂纹扩展速率随溶解氧含量的升高而升高.在含氧量小于0.2mg/L时这种变化趋势非常的显著,而当超过该值后,这种变化趋势变得缓慢.对这一现象产生的原因进行了分析.     

316L不锈钢在含氯高温醋酸溶液中的自钝化行为

研究了316L不锈钢在85 ℃,含0.2% KCl的60%醋酸溶液中的自钝化行为. 通过测试试样的恒电流阴极极化曲线,以及恒电流阴极极化后开路电位随时间的变化曲线,提出了316L不锈钢钝化膜的结构模型. 该模型认为316L不锈钢钝化膜由三层构成:最外层主要是由Fe的氧化物以及少量Cr的氧化物组成;第二层主要是Cr的氧化物,含有少量Fe,Mo和Ni的氧化物;最底层主要是Mo,Ni的氧化物和少量的Fe原子. 研究发现: 316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化15 min后钝化膜生长参数γ最大,而经0.45 mA阴极电流极化30 min后钝化膜生长参数γ最小;316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化30 min后,自钝化电位最小,而经1 mA阴极电流极化15 min后,自钝化电位最大. 钝化膜结构模型能很好地解释316L不锈钢在实验醋酸溶液中的上述电化学行为.     

冷变形316 L不锈钢在高温高压水中的应力腐蚀

采用恒应力强度因子K=33 MPa·m1/2的加载方法,利用直流电压降方法在线监测核辅管道316L不锈钢在高纯水中应力腐蚀裂纹扩展速率。对比200、250、280和325℃温度下,氩气除氧和含有2 mg·L-1溶解氧的水化学环境中材料的裂纹扩展速率发现：溶解氧为2 mg·L-1时的裂纹扩展速率明显比氩气除氧时的裂纹扩展速率高。氩气除氧时,裂纹扩展速率在250℃时有一个最高点;溶解氧为2 mg·L-1的条件下,裂纹扩展速率随温度的升高而升高。     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

 316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域.316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性.本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO₂保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响.结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO₂保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位E_b,腐蚀电位E_corr均较基材样品负,钝化区ΔE较基材样品变窄.交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO₂保护焊焊接样品的电荷转移电阻R_ct均较基材样品小.同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl₃溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO₂保护焊焊接样品好.实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低.     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域。316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性。本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO2保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响。结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO2保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位Eb,腐蚀电位Ecorr均较基材样品负,钝化区△E较基材样品变窄。交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO2保护焊焊接样品的电荷转移电阻Rct均较基材样品小。同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl3溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO2保护焊焊接样品好。实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低。     

316L和316LN不锈钢在高温高盐溶液中钝化膜的性能研究

利用电化学及扫描电子显微镜（SEM）对316L与316LN两种不锈钢在高温高盐环境中的耐蚀性能进行了对比研究,利用Mott-Schottky曲线研究了两种材料的钝化膜半导体特征,借助X射线光电子能谱（XPS）研究了316LN不锈钢的钝化膜结构以及N元素在钝化膜中的分布状态。结果表明：在高温高盐环境中,两种材料形成的钝化膜都为n型半导体;316LN不锈钢形成的钝化膜耐点蚀性能更好,其钝化膜内缺陷浓度更低,N元素会在钝化膜中富集。最后利用点缺陷原理对316LN钝化膜的耐蚀机理进行了研究。     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

LBE腐蚀对316L纤维毡拉伸性能的影响

基于中国铅基研究堆CLEAR-Ⅰ高温运行环境,研究了过滤材料烧结316L纤维毡在氧浓度1×10~(-6) wt%、温度500℃、静态铅铋合金(lead bismuth eutectic,LBE)中腐蚀不同时间后拉伸性能的变化规律.结果表明,在腐蚀500h、1000h、1500h后,纤维毡的抗拉强度分别下降至原始纤维毡的67%、33%和15%,其主要原因是在本实验条件下,LBE腐蚀导致烧结结点结合强度的下降和纤维丝丝径的减小.微观结构分析表明,316L纤维丝表面形成一层不断增厚的致密(Fe,Cr)_3O_4尖晶石氧化膜,该氧化膜形成与生长降低了纤维丝之间结点的结合强度,同时减小了纤维丝的有效丝径,进而导致纤维毡整体抗拉强度的下降.     

316L和T91不锈钢在550℃静态铅铋合金中的腐蚀行为

液态铅铋合金(LBE)是加速器驱动次临界系统(ADS)重要的散裂靶材料和冷却剂候选材料,也是先进快中子堆的重要冷却剂材料.由于LBE会对结构材料产生强烈的腐蚀,因此LBE的应用需要优先解决高温下LBE与结构材料的相容性问题.这里报道了ADS候选结构材料316L和T91不锈钢样品在550℃静态LBE中腐蚀1 000h的实验研究.利用扫描电子显微镜表征了腐蚀后的样品横截面的显微结构形貌,通过EDS面扫描分析了LBE/基体界面处主要元素分布.结果表明,两种样品都遭受了强烈的元素溶解与LBE渗透腐蚀,T91比316L表现出了略好的抗LBE腐蚀性能.     

316L钢在超临界水拟临界区内的腐蚀行为特性研究

为研究金属材料在超临界流体拟临界区内的腐蚀行为,解释拟临界区内腐蚀加剧现象的形成机理,采用超临界流体反应釜腐蚀实验平台,对316L奥氏体不锈钢在375.6℃、22.5 MPa, 405.6℃、22.5 MPa以及405.6℃、28.6 MPa 3种超临界水工况下进行200 h的静态腐蚀实验,并通过电子天平称量、扫描电子显微镜分析、X射线能量色散光谱仪分析和X射线衍射分析等方法对试样的腐蚀情况进行了分析。结果表明：316L不锈钢在拟临界区（375.6℃、22.5 MPa）腐蚀加剧,腐蚀速率最高,腐蚀产物最为复杂;在拟临界区的腐蚀产物为两层,外层为Fe₃O₄、Fe₂O₃,内层为FeCr₂O₄,而在超临界压力高参数区（405.6℃、28.6 MPa）只形成一层Fe₃O₄,内层产物膜尚未形成。通过对腐蚀机理分析发现,由于超临界水在拟临界区的物性剧烈变化,动力学作用增强,加速了氧等腐蚀性介质向材料基体的迁移,加剧了腐蚀产物...     

T91、S304及渗铝涂层在含硫含氯气氛中的高温腐蚀研究

采用粉末包埋法在耐热钢T91表面制备渗铝涂层并研究了T91、S304以及渗铝涂层在600℃和650℃下典型燃煤气氛4%HCl+2%SO_2+94%O_2中的腐蚀行为。结果显示耐热钢T91和S304合金在600℃和650℃下均受到了气氛中S和Cl的加速腐蚀。在2种温度下,低Cr含量的T91腐蚀时其表面均生成了外层富Fe内层富Cr的不具有保护性的FeCr混合氧化物层,腐蚀增重很大;Ni和Cr含量较高的S304由于硫化氧化和活化氧化机制使得表面腐蚀产物脱落严重,特别是在较高的温度650℃腐蚀时。当T91表面采用粉末包埋法渗铝后能显著降低在这2种温度下的腐蚀增重,原因是高温腐蚀后在涂层表面生成了一层连续、致密、与涂层结合良好的保护性氧化膜Al_2O_3,这层氧化膜能有效的防止S和Cl的渗透作用,因而对基体合金起到了良好的防护作用。     

316L不锈钢在醋酸溶液中的钝化膜电化学性质

通过电化学阻抗方法测量316L不锈钢在25～85 ℃的醋酸溶液中的EIS曲线和Mott-Schottky曲线,并测量各温度点下的循环伏安曲线,研究了钝化膜的电化学性质. 研究结果表明:在醋酸溶液中的阻抗谱表明316L不锈钢在25～85 ℃温度范围内均能形成稳定的钝化膜,随温度升高极化阻力下降而界面电容增大. 温度对于316L不锈钢钝化膜的半导体本征性质没有根本的影响:在-0.5～0.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征;在0.1～0.9 V电位区间内钝化膜呈n型半导体特征;在0.9～1.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征. 钝化膜的循环伏安曲线显示当温度低于55 ℃时,钝化膜结构比较稳定;当温度为55 ℃时,钝化膜稳定性趋向恶化;当温度超过55 ℃时,钝化膜稳定性下降.     

尿素生产介质中316L不锈钢焊缝波峰和波谷的选择腐蚀

作者使用现场挂片的焊缝试样,通过扫描电镜能谱分析焊缝金属波峰、波谷的化学成分,并且用特殊的电化学测试技术,测定波峰、波谷的极化曲线,解释了尿素生产中316L不锈钢焊缝波谷较波峰更易腐蚀的现象.     

粉末316L不锈钢热挤压工艺

研究了氮气雾化316L粉的真空碳热还原烧结规律和挤压坯密度对热挤压工艺和挤压材性能的影响。获得了1种粉末316L钢无包套热挤压新工艺,即氮气雾化制粉→粉末振实真空烧结→热挤压。由于在真空烧结中碳对氧化物的还原作用,使316L雾化钢水的碳含量可以适当提高,简化了熔炼工艺。     

316L薄壁不锈钢管的焊接

本文通过分析316L的焊接性及薄壁管的具体特点,提出了相应的焊接工艺和施工方案,防止了焊接过程中裂纹、变形和焊缝氧化等缺陷的发生,保证了316L薄壁不锈钢管的焊接质量。     

316L不锈钢动态再结晶行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的动态再结晶行为进行了系统研究. 结果表明:316L不锈钢热变形加工硬化倾向性较大, 在真应力应变曲线上没有出现明显的应力峰值σ_p;316L不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶, 但只是在局部区域观察到了动态再结晶晶粒. 对动态再结晶的实验数据进行拟合, 得到316L不锈钢的热激活能和热变形方程, 并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数和稳态应力的关系.