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材料研究学报  2017, Vol. 31 Issue (9): 665-671    DOI: 10.11901/1005.3093.2016.662
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三种常用不锈钢的耐局部腐蚀性能
孙京丽1,2(), 邹丹1, 金晶1, 李莉1, 刘海英1
1 上海航天设备制造总厂 上海 200245
2 上海航天精密机械研究所 上海 201600
Localized Corrosion Resistance of Three Commonly-used Stainless Steels
Jingli SUN1,2(), Dan ZOU1, Jing JIN1, Li LI1, Haiying LIU1
1 Shanghai Aerospace Equipment Manufacturer, Shanghai 200245, China
2 Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201600, China
引用本文:

孙京丽, 邹丹, 金晶, 李莉, 刘海英. 三种常用不锈钢的耐局部腐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2017, 31(9): 665-671.
Jingli SUN, Dan ZOU, Jing JIN, Li LI, Haiying LIU. Localized Corrosion Resistance of Three Commonly-used Stainless Steels[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(9): 665-671.

全文: PDF(1393 KB)   HTML
摘要: 

研究了微量元素含量不同的1Cr18Ni9Ti、304、316L三种奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀性能,包括晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀。结果表明,Ti元素的添加和较低的含C量都能改善抗晶间腐蚀性能;Cr和N含量最高的固溶态304不锈钢最耐点蚀;Ni含量最高的固溶态316L在42%沸腾氯化镁溶液中抗应力腐蚀性能最优。

关键词 材料失效与保护局部腐蚀动电位法硫酸-硫酸铜腐蚀法慢应变速率法微量元素    
Abstract

Three kinds of austenitic steels 1Cr18Ni9Ti, 304 and 316L all contain different minor elements. The localized corrosion behavior of them was comparatively investigated, including intergranular corrosion, pitting corrosion and stress corrosion. Results show that the addition of Ti and the low C content are beneficial to the enhancement of intergranular corrosion resistance of the steel. Among others, the solution treated 304 steel has the best pitting corrosion resistance owing to the highest content of Cr and N, while 316L steel has the best stress corrosion resistance in 42% boiling MgCl2 because of its high Ni content.

Key wordsmaterials failure and protection    localized corrosion    potentiodynamic polarization technique    intergranular corrosion test    slow strain rate test    minor elements
收稿日期: 2016-11-10     
ZTFLH:  TB304  
基金资助:上海市浦江人才计划(15PJ1433600)和中国航天科技集团公司第八研究院技术基础项目
作者简介:

作者简介 孙京丽,女,1985年生,工程师

Alloy C P S Cr Ni Ti Mo N
1Cr18Ni9Ti 0.023 0.017 0.002 17.39 9.04 0.197
304 0.051 0.028 0.002 18.05 8.23 0.04
316L 0.019 0.03 0.003 16.83 10.07 2.05 0.01
表1  三种不锈钢板的化学成分(质量分数,%)
图1  敏化后的三种不锈钢试样晶间腐蚀弯曲后的照片
图2  三种不锈钢晶间腐蚀弯曲实验后的典型金相组织
图3  1Cr18Ni9Ti、304、316L三种不锈钢在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线
Alloy Ecorr /V Icorr /Acm-2 Eb /V
1Cr18Ni9Ti -0.215 7.44×10-8 0.092
304 -0.282 1.69×10-7 0.413
316L -0.164 5.38×10-8 0.268
表2  室温下三种不锈钢在3.5%NaCl溶液中的电化学参数
图4  三种不锈钢在浓度为3.5%NaCl溶液中点蚀后的表面形貌
Sample Rm/MPa A/% R'm/MPa A'/% ISSRT
1Cr18Ni9Ti-1# 660 59.5 430 54.5 0.366
1Cr18Ni9Ti-2# 658 59.0 433 54.0
304-1# 632 83.5 479 59.5 0.35
304-2# 631 84 470 58.5
316L-1# 563 70 461 58.5 0.266
316L-2# 572 78.5 452 59.5
表3  低应变速率应力腐蚀的试验结果
[1] Jing X Z, Chen W, Yang W M.Metal material application handbook [M]. Xi'an: Shangxi Science and Technology Press, 1989(荆秀芝, 陈文, 杨武鸣. 金属材料应用手册[M]. 西安:陕西科学技术出版社,1989)
[2] Zheng H S.The research and prevention on intergranular corrosion of Austenitic stainless steel[J]. Mech. Electr. Eng. Technol., 2004, 33(1):46(郑海生. 奥氏体不锈钢晶间腐蚀问题的研究及防止[J]. 机电工程技术, 2004, 33(1):46)
[3] China aviation materials application manual editing committee. China Aeronautical materials handbook I: Structural Steel & stainless steel [M]. Beijing: China Standards Press, 2002(中国航空材料应用手册编辑委员会. 中国航空材料手册第1卷结构钢&不锈钢[M]. 北京:中国标准出版社, 2002)
[4] Zhou D M.The corrosion behavior of 316L stainless steel in the high chloride ion of ethylene glycol solution[D]. Sichuan: Southewest Petroleum University, 2011(周冬梅. 316L不锈钢在高含氯离子乙二醇溶液中的腐蚀行为[D]. 四川: 西南石油大学, 2011)
[5] Huang J H.Phasing-Out 1Cr18Ni9Ti and enlarging application of low-carbon and ultralow-carbon stainless steels[J]. Pressure Vessel Technol., 1986, 3(2): 50(黄嘉琥. 逐步淘汰1Cr18Ni9Ti推广应用低C、超低C不锈钢[J]. 压力容器, 1986, 3(2): 50)
[6] Liu Z D.The selection of Cr-Ni austenitic stainless steel[J]. Petro-chem. Equip. technol., 1999, 20(3): 39(柳曾典. 常用铬镍奥氏体不锈钢的选用[J]. 石油化工设备技术,1999, 20(3): 39)
[7] He C H, Wang S H.Corrosion type and influence factor of stainless steel[J]. Contemp. Chem. Ind., 2006, 35(1): 40(贺彩红, 王世宏. 不锈钢的腐蚀种类及影响因素[J]. 当代化工,2006, 35(1): 40)
[8] Wu J. Corrosion and corrosion protection technology IV: Stress corrosion cracking [J]. Corro. Prot., 1997, 18(5): 40(232)(吴剑. 不锈钢的腐蚀破环与防蚀技术(四)应力腐蚀破裂[J]. 腐蚀与防护, 1997, 18(5): 40(232)
[9] Xu Z H.Corrosion-resistant metals VI: austenitic stainless steel[J]. Corro. Prot., 2001, 22(6): 275(徐增华. 金属耐蚀材料第六讲奥氏体不锈钢[J]. 腐蚀与防护, 2001, 22(6): 275)
[10] Lin L F, Chao C Y, MacDonald D D. A point defect model for anodic passive films: II. Chemical Breakdown and Pit Initiation[J]. J. Electroanal. Soc., 1981, 128(6): 1194
[11] Chao C Y, Lin L F, MacDonald D D. A point defect model for anodic passive films: III. Impedance Response[J]. J. Electroanal. Soc., 1982, 129(9): 1874
[12] Zhao P.Application of molybdenum in stainless steel[J]. China Molybdenum Ind., 2004, 28(5): 3(赵朴. 钼在不锈钢中的应用[J]. 中国钼业, 2004, 28(5): 3)
[13] Halada G P, Kim D, Clayton C R.Influence of nitrogen on electrochemical passivation of high-nickel stainless steels and thin molybdenum-nickel films[J]. Corrosion, 1996, 52(1): 36
[14] Ives M B, Lu Y C, Luo J L.Cathodic reactions involved in metallic corrosion in chlorinated saline environments[J]. Corro. Sci., 1991, 32(1): 91
[15] Yu C Y.Analysis of Anti - pitting - corrosion Performance of N2 in Stainless Steel[J]. Corro. Prot. Petrochem. Ind., 2012, 29(3): 23(余存烨. 氮对不锈钢抗点腐蚀性能作用分析[J]. 石油化工腐蚀与防护, 2012, 29(3): 23)
[16] Yang W, Gu J X, Li Q S.Localized corrosion of metals [M]. Beijing: Chemistry Industry Press, 1995(杨武, 顾濬祥, 黎樵燊. 金属的局部腐蚀[M]. 北京: 化学工业出版社, 1995)
[1] 高巍, 刘江南, 魏敬鹏, 要玉宏, 杨巍. TC4钛合金表面氧化亚铜掺杂微弧氧化层的结构和性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(6): 409-415.
[2] 杨留洋, 谭卓伟, 李同跃, 张大磊, 邢少华, 鞠虹. 利用WBEEIS测试技术对管道缺陷区动态冲刷腐蚀行为的研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(5): 381-391.
[3] 陈铮, 杨芳, 王成, 杜瑶, 卢壹梁, 朱圣龙, 王福会. 惰性无机填料比例和颗粒尺寸对纳米Al/Al2O3 改性有机硅涂料抗高温氧化行为的影响[J]. 材料研究学报, 2022, 36(4): 271-277.
[4] 李玉峰, 张念飞, 刘丽爽, 赵甜甜, 高文博, 高晓辉. 含磷石墨烯的制备及复合涂层的耐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(12): 933-944.
[5] 陈艺文, 王成, 娄霞, 李定骏, 周科, 陈明辉, 王群昌, 朱圣龙, 王福会. 无机复合涂层对CB2铁素体耐热钢在650℃水蒸气中的防护[J]. 材料研究学报, 2021, 35(9): 675-681.
[6] 唐荣茂, 刘光明, 刘永强, 师超, 张帮彦, 田继红, 甘鸿禹. 用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2021, 35(7): 526-534.
[7] 张大磊, 魏恩泽, 荆赫, 杨留洋, 豆肖辉, 李同跃. 超级铁素体不锈钢表面超疏水结构的制备及其耐腐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2021, 35(1): 7-16.
[8] 王冠一, 车欣, 张浩宇, 陈立佳. Al-5.4Zn-2.6Mg-1.4Cu合金板材的低周疲劳行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(9): 697-704.
[9] 黄安然, 张伟, 王学林, 尚成嘉, 范佳杰. 铁素体不锈钢在高温尿素环境中的腐蚀行为研究[J]. 材料研究学报, 2020, 34(9): 712-720.
[10] 公维炜, 杨丙坤, 陈云, 郝文魁, 王晓芳, 陈浩. 扫描电化学显微镜原位观察碳钢涂层缺陷处的交流腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(7): 545-553.
[11] 郭铁明, 徐秀杰, 张延文, 宋志涛, 董志林, 金玉花. Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(6): 434-442.
[12] 朱金阳, 谭成通, 暴飞虎, 许立宁. 一种新型含AlCr合金钢在模拟油田采出液环境下的CO2腐蚀行为[J]. 材料研究学报, 2020, 34(6): 443-451.
[13] 梁新磊, 刘茜, 王刚, 王震宇, 韩恩厚, 王帅, 易祖耀, 李娜. 氧化石墨烯改性环氧隔热涂层的耐蚀和隔热性能研究[J]. 材料研究学报, 2020, 34(5): 345-352.
[14] 王志虎,张菊梅,白力静,张国君. 水热处理对AZ31镁合金微弧氧化陶瓷层组织结构及耐蚀性的影响[J]. 材料研究学报, 2020, 34(3): 183-190.
[15] 段体岗, 黄国胜, 马力, 彭文山, 张伟, 许立坤, 林志峰, 何华, 毕铁满. Q235/Ni-Co基自修复涂层的制备和耐蚀性能[J]. 材料研究学报, 2020, 34(10): 777-783.