904L時效對耐腐蝕性的影響

在傳統奧氏體不銹鋼的使用過程中，往往因為一些苛刻的工作環境,使其耐蝕性能受到極大的挑戰。為解決這一問題,許多專家、學者對奧氏體不銹鋼進行了深入的研究，特別是通過AOD、VOD冶煉技術的開發，有效地降低了不銹鋼中雜質元素的含量,并通過增加耐蝕元素的含量,使奧氏體不銹鋼各項性能均得到了極大的提高，由此開發出許多超級奧氏體不銹鋼,904L就是超級奧氏體不銹鋼典型鋼種之-,由于含有較高含量的Cr、Ni、Mo等合金元素,耐蝕性遠遠優于304、316L奧氏體不銹鋼,主要用于制作石油、化工、環保、造紙等行業中長期在苛刻環境下運行的關鍵設備。

高合金不銹鋼會有一些第二相出現,如碳化物、氮化物及金屬間相。這些第二相往往會對材料的耐腐蝕性能產生影響。因此,利用電化學方法對904L不同時效下試樣腐蝕性能的變化情況進行研究,為企業工業化生產及應用提供-一定的技術參考。實驗材料取自工業化生產的厚度為12mm的904L超級奧氏體不銹鋼熱軋板,其化學成分如表1所示。

圖1為904L經750、800,850、900℃處理和時效12 h的極化曲線。由圖1可以看出,在不同溫度時效12h后的904L存在明顯的鈍化區，說明樣品在鈍化區被表面的鈍化膜保護而免于發生局部腐蝕;隨著電壓向陽極持續掃描到某一位置時,腐蝕電流會突然上升并持續增大，說明樣品的表面發生了穩態點蝕。由圖1還可以發現,不同熱處理狀態下的試樣的自腐蝕電位基本相同，說明在這幾種熱處理狀態下904L耐均勻腐蝕能力基本相近;但是隨著時效溫度的不斷升高，所研究的電極材料的鈍化電流密度不斷增大，說明隨著時效溫度的升高材料的腐蝕速率越來越快，而且四條曲線鈍化區都不同程度地出現了亞穩態的電流波動,有研究結果表明，其形狀和波動的幅度與陽極電壓和溫度存在對應關系。不銹鋼良好的耐蝕性來自其表面鈍化膜的穩定性與致密性。

隨著時效溫度的升高,這種波動越來越明顯,說明電極表面的電化學反應越來越不均勻。這是由于當時效溫度逐漸接近析出敏感溫度時，析出相的出現使得其周圍由于出現貧鉻而降低了鋼的耐腐蝕性能所致。

圖2為904L經900℃分別時效3、58、12 h后的極化曲線。由圖2可以看出，隨著時效時間的延長,材料的點蝕電位逐漸下降,說明樣品越容易發生點蝕,而且其鈍態電流密度也越大,也就是說,隨著時效時間的延長,材料的腐蝕速率也逐漸加快。這是由于隨著時效時間的延長,金屬中的析出相也越來越多,使得某些區域Cr和 Mo缺失,且這些區域形成的鈍化膜較其他區域而言比較薄弱，點蝕易于在這些區域發生。

綜合圖1和圖2，可以看出, 904L發生鈍化時，致鈍電流密度小,維鈍電流密度低,鈍化后的電位范圍廣，因此它容易獲得鈍化,鈍態穩定性高，這與904L含有較高含量的合金元素Cr、Mo有關。這兩種合金元素很大程度上提高了鈍化膜的穩定性，從而使其耐點蝕性能維持在較高的水平。

904L發生鈍化時,致鈍電流密度小,維鈍電流密度低,鈍化后的電位范圍廣,因此它容易獲得鈍化,鈍態穩定性高,而且它們的點蝕電位基本都維持在1.0 mV左右,這與904L含有較高Cr ,Mo合金元素有關。這兩種合金元素很大程度上提高了鈍化膜的穩定性,從而使其耐點蝕性能維持在較高的水平。隨著時效溫度逐漸接近鋼的析出敏感溫度以及隨著時效時間的延長,兩種超級奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能明顯下降。