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夾雜物尺寸與雙相不銹鋼點蝕發生的關系
發布者:不銹鋼管廠(www.blixs.tw) 發布時間:2019/10/7 閱讀:328

  浙江宏盛特鋼有限公司在雙相不銹鋼點蝕坑中發現不同尺寸夾雜物,既有小于1μm夾雜物,也有1~4μm夾雜物,還有大于4μm夾雜物,這說明,不同尺寸夾雜物均能引起2205雙相不銹鋼點蝕。為了進一步研究氧化物夾雜的尺寸對點蝕萌生的影響,宏盛特鋼對2205雙相不銹鋼恒電位脈沖實驗前后夾雜物尺寸以及點蝕坑中夾雜物尺寸進行觀察和統計分析,結果如表所示。結果表明,共有178個點蝕坑中含有夾雜物,其中小于1μm夾雜物有11個,占總小于1μm夾雜物的8.1%;1~4μm夾雜物有147個,占總1~4μm夾雜物的86.5%;大于4μm夾雜物有20個,占總大于4μm夾雜物的90.9%。由此可知,大于4μm的夾雜物更容易引起點蝕,其次是1~4μm夾雜物,小于1μm夾雜物不易引起點蝕,說明夾雜物的尺寸越大,越容易引發點蝕。這是因為大尺寸夾雜物與金屬基體的接觸面積大,而點蝕一般在夾雜物與金屬基體界面處萌生,從而處于活化狀態的表面積也較大,更易引發點蝕。

 

  為了進一步弄清楚夾雜物化學成分對點蝕萌生的影響機理,宏盛特鋼繼續對含有不同類型夾雜物處2205雙相不銹鋼基體進行微區動電位極化,并觀察和分析了動電位極化前后夾雜物的形貌和化學成分。圖給出了毛細管微電極測試的含有不同成分夾雜物處雙相不銹鋼管的動電位極化曲線,雙相不銹鋼管的點蝕電位從0.943V變化到1.162V。圖10為夾雜物的成分分析及其在動電位掃描前后形貌圖。由圖可知,含有MgO-Al2O3型夾雜的2205雙相不銹鋼管處點蝕電位高于不含夾雜物2205雙相不銹鋼基體點蝕電位,且據圖可知,MgO-Al2O3夾雜在電化學測試后并未發生溶解,2205雙相不銹鋼基體發生溶解,這表明MgO-Al2O3夾雜相對基體更不易引起點蝕。含Al2O3-SiO2-CaO型夾雜的2205雙相不銹鋼管基體與含MgO-Al2O3-SiO2-CaO型夾雜的2205雙相不銹鋼基體處點蝕電位相差不大,且均小于不含夾雜物的2205雙相不銹鋼管基體的點蝕電位。對比圖可知,Al2O3-SiO2-CaO及MgO-Al2O3-SiO2-CaO夾雜在陽極極化過程中夾雜物部分溶解引起點蝕。這與通過毛細管技術研究發現不同成分夾雜物引起鐵素體不銹鋼管點蝕的能力不同的結論一致。

 

  上圖和下圖分別是2205雙相不銹鋼在恒電位脈沖實驗中循環3000、5000次夾雜物SEM圖。從圖可知,在3000次恒電位脈沖實驗過程中,點蝕在夾雜物與金屬基體界面處產生,與宏盛特鋼研究結果相一致。這是因為夾雜物與金屬基體界面處的局部阻抗明顯下降,電化學活性較高,易于產生點蝕。由圖可知,隨著恒電位脈沖次數的增加,在夾雜物與金屬基體界面處萌生的點蝕向外擴展。結合圖和表,在5000次恒電位脈沖實驗時,Al2O3-CaO-SiO2夾雜優先溶解形成點蝕坑,證明了點蝕沿夾雜物而非金屬基體擴展。


 

  雙相不銹鋼中的夾雜物均為復合氧化物夾雜,根據形態和成分不同分為三類:規則多邊形的Al2O3-MgO,橢球形的Al2O3-CaO-SiO2,球形Al2O3-MgO-CaO-SiO2。夾雜物尺寸較小,其中,尺寸小于1μm的夾雜物為41.5%,1~4μm夾雜物為51.8%,大于4μm夾雜物僅6.7%。雙相不銹鋼中的氧化物夾雜是引起其點蝕的主要因素,Al2O3-CaO-SiO2型及Al2O3-MgO-CaO-SiO2型夾雜物易引起雙相不銹鋼管點蝕,Al2O3-MgO型夾雜物不易引起點蝕,且尺寸越大越易引起點蝕。點蝕在夾雜物與金屬基體的界面處萌生,優先沿夾雜物擴展。Al2O3-CaO-SiO2及Al2O3-MgO-CaO-SiO2夾雜物部分成分優先溶解是引發點蝕的主要原因。

 
 

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