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摘 要

由于超级双相不锈钢兼具了奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢的优点，耐腐蚀性能、力学性能、可焊性得到了非常大的提升，因此超级双相不锈钢被广泛运用于造船、军工、造纸、建筑、海水淡化、石油/天然气工业、食品与轻工业等领域。超级双相不锈钢的工作环境往往十分恶劣，电化学腐蚀现象严重,因此有必要研究超级双相不锈钢的电化学腐蚀机理。本文以S32750超级双相不锈钢为研究对象，探究超级双相不锈钢的电化学腐蚀特征与机理。

研究发现，在950℃~1200℃热处理范围内，S32750超级双相不锈钢的奥氏体相比例随热处理温度升高而降低，铁素体相则相反。Cr、Mo、Si在铁素体相中富集，Ni、Mn在奥氏体相中富集。随着热处理温度的提高，Cr、Mo、Ni、Mn由奥氏体相向铁素体相中迁移。奥氏体相的PREN不断上升，铁素体相则相反。研究S32750超级双相不锈钢极化曲线和电化学阻抗谱发现，实验试样的耐腐蚀性能随热处理温度提高经历了一个先增强后减弱的过程。经1050℃热处理后的试样耐腐蚀性能达到最佳。

关键词：超级双相不锈钢，电化学腐蚀，耐腐蚀性能，热处理温度

Abstract

Since super duplex stainless steel combines the advantages of austenitic stainless steel and martensitic stainless steel, corrosion resistance, mechanical properties and weldability have been greatly improved. Therefore, super duplex stainless steel is widely used in shipbuilding, military, paper, construction, desalination, oil/gas industry, food and light industry and other fields. The working environment of super duplex stainless steel is often very harsh and electrochemical corrosion is serious. Therefore, it is necessary to study the electrochemical corrosion mechanism of super duplex stainless steel. In this paper, S32750 super duplex stainless steel was researched to investigate the electrochemical corrosion characteristics and mechanism of super duplex stainless steel.

It was found that in the heat treatment range of 950°C to 1200°C, the austenite proportion of the S32750 super duplex stainless steel decreased as the heat treatment temperature increased, and the ferrite phase reversed. Cr, Mo, and Si are enriched in the ferrite phase, and Ni and Mn are enriched in the austenite phase. With the increase of heat treatment temperature, Cr, Mo, Ni, Mn migrate from the austenite phase to the ferrite phase. The PREN of the austenite phase keeps rising and the ferrite phase reverses.

The polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy of S32750 super duplex stainless steel were investigated. The corrosion resistance of the experimental specimens experienced a first increase and then decrease as the heat treatment temperature increased. The corrosion resistance of the samples after heat treatment at 1050°C was optimized.

Key words:Super Duplex Stainless Steel，Electrochemical corrosion,Corrosion resistance，Heat treatment temperature

目录

摘要 3

Abstract 4

第一章 绪论 6

1.1 引言 6

1.2不锈钢的分类 6

1.3双相不锈钢的应用 7

1.4双相不锈钢的腐蚀类型 8

1.5热处理对双相不锈钢微观组织以及耐腐蚀性能的影响 9

1.6课题研究的内容与意义 11

1.6.1课题研究的意义 11

1.5.2课题研究的内容 12

第二章 研究线路与实验方法 12

2.1 研究线路 12

2.2 实验材料 12

2.2实验方法 13

2.2.1 热处理 13

2.2.2 金相显微分析 13

2.2.3 X射线能谱仪（EDS） 13

2.2.4 极化曲线测试 14

2.2.5 电子背散射衍射技术（EBSD） 14

2.2.6腐蚀形貌观察（SEM） 15

2.2.7电化学阻抗谱测量（EIS） 16

2.2.8 Pandat模拟计算 16

第三章 热处理温度对S32750超级双相不锈钢微观组织的影响 17

3.1 Pandat模拟计算 17

3.2 金相显微分析 19

3.2 奥氏体与铁素体相比例 20

3.3 两相元素分配以及耐点蚀当量PREN 21

3.4 本章小结 24

第四章 热处理温度对超级双相不锈钢耐腐蚀性能的影响 25

4.1阻抗谱EIS 25

4.2 极化曲线 27

4.3 腐蚀形貌 30

4.4 腐蚀过程中的元素变化 32

4.5 本章小结 34

第五章 结论 35

致谢 36

参考文献 37

1. 绪论

引言

不锈钢是指铬的质量分数超过12%的铁基合金，铬在空气中与氧气反应形成一层致密的氧化膜也即钝化膜，可以保护合金内部的金属不受到氧化锈蚀。不锈钢的这一特性使得各种不锈钢在各种不同的领域得到了广泛的运用，在造船、军工、造纸、建筑、海水淡化、石油/天然气工业、食品与轻工业等领域成为不可或缺的材料，逐渐成为工业生产中的基础材料。

双相不锈钢是不锈钢中一类重要的不锈钢，主要的金相组织是铁素体和奥氏体，兼具两种不锈钢的特点，具有良好的耐腐蚀性能和力学性能。超级双相不锈钢是指耐点蚀当量PREN大于40的双相不锈钢。超级双相不锈钢在面临严苛的工作环境时相比其他种类的不锈钢表现更为优异，耐腐蚀性能极强，往往是油气工程、海水环境与淡化装置等腐蚀环境极为严苛的关键部件的重要结构材料。

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