超级双相不锈钢在高温高浓度磷酸中的腐蚀行为研究

发布时间：2017-07-28 14:14

  本文关键词：超级双相不锈钢在高温高浓度磷酸中的腐蚀行为研究

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【摘要】：针对净化磷酸关键设备出现脆断和腐蚀的问题,选择SAF2507为主要研究对象,通过实验室模拟现场工况进行实验室挂片实验,利用电化学工作站进行开路电位曲线(EVT)、动电位扫描极化曲线(LP)和电化学阻抗谱(EIS)的测试及应力腐蚀测试的方法,借助金相显微镜、图像分析软件、扫描电子显微镜等分析手段,研究了超级双相不锈钢SAF2507在高温高浓度磷酸溶液中的腐蚀行为和高温固溶(1020℃~1150℃)对SAF2507的组织演变和相应的腐蚀规律的影响,验证SAF2507用于净化磷酸设备的可行性。通过研究得出以下结论:(1)通过实验室模拟挂片实验研究了SAF2507在85℃流动的浓磷酸中的均匀腐蚀行为,结果表明:SAF2507在不同浓度磷酸中具有良好的耐蚀性。温度对SAF2507不锈钢的腐蚀速率影响较大,85℃时约为常温25℃的3倍,但仍表现出良好的耐蚀性,而在126℃时则为常温时的40倍,耐蚀性不好。(2)通过电化学测试方法,研究了SAF2507在不同浓度磷酸中的电化学腐蚀行为,结果表明:SAF2507在85℃的浓磷酸溶液具有较好的耐蚀性能,且SAF2507的腐蚀受荷电粒子穿越双电层电极表面的放电步骤控制。(3)研究了温度对SAF2507在磷酸中的耐蚀性的影响,电化学测试结果表明:在25℃~70℃时,SAF2507的稳定钝化区的电位范围宽泛,具有良好的耐蚀性。阻抗谱25℃时是单一容抗弧,55~70℃时为高频区的容抗弧和低频区的Warburg阻抗,表明随着温度的升高,反应由电化学步骤控制转变为电化学和扩散反应共同控制。(4)研究了固溶温度对SAF2507组织和在磷酸中的耐蚀性的影响,结果表明:随固溶温度的升高,铁素体含量从45.54%(1020℃)增加到61.58%(1150℃)。1080℃保温一小时,水淬表现出最佳的耐蚀性能。SAF2507在55℃的76%浓度磷酸中应力腐蚀敏感性系数很小,几乎没有应力腐蚀倾向。
【关键词】：SAF2507 高温浓磷酸 电化学 固溶处理 腐蚀
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-27
• 1.1 引言8-9
• 1.2 双相不锈钢概述9-18
• 1.2.1 双相不锈钢的定义11
• 1.2.2 双相不锈钢的发展史11-14
• 1.2.3 双相不锈钢的分类14-15
• 1.2.4 合金元素对双相不锈钢的影响15-16
• 1.2.5 双相不锈钢的组织转变特点16-18
• 1.3 双相不锈钢的腐蚀18-22
• 1.3.1 腐蚀的分类18-19
• 1.3.2 双相不锈钢的点蚀19-21
• 1.3.3 不锈钢的应力腐蚀断裂21
• 1.3.4 不锈钢的钝化21-22
• 1.4 SAF2507超级双相不锈钢22-24
• 1.4.1 SAF2507成分和组织特点22-23
• 1.4.2 SAF2507的耐腐蚀性能23-24
• 1.4.3 SAF2507的应用24
• 1.5 双相不锈钢腐蚀的研究现状24-25
• 1.6 本文研究的意义与内容25-27
• 1.6.1 课题研究意义25-26
• 1.6.2 课题研究内容26-27
• 第二章 实验材料及实验方法27-33
• 2.1 实验材料与化学试剂27-28
• 2.1.1 实验用不锈钢27
• 2.1.2 实验用化学试剂27-28
• 2.2 实验室浸泡实验28-29
• 2.3 电化学测试29-30
• 2.3.1 电化学试样的制备29
• 2.3.2 电化学测量方法29-30
• 2.4 材料热处理30-31
• 2.5 应力腐蚀实验31
• 2.6 显微组织观察及结构成分分析31-33
• 2.6.1 实验钢金相组织观察31-32
• 2.6.2 相比例计算32
• 2.6.3 扫描电镜能谱分析32-33
• 第三章 实验室模拟挂片实验33-41
• 3.1 几种材料在实验室模拟环境下的挂片实验33-38
• 3.1.1 实验材料33
• 3.1.2 三种材料的原始组织形貌33-34
• 3.1.3 具体实验步骤34-35
• 3.1.4 表面腐蚀形貌和能谱分析35-37
• 3.1.5 失重法测腐蚀速率37-38
• 3.2 腐蚀介质中离子浓度对SAF2507耐蚀性的影响38-40
• 3.3 腐蚀介质的温度对SAF2507耐蚀性的影响40
• 3.4 小结40-41
• 第四章 磷酸浓度和温度对SAF2507钢耐蚀性影响的电化学测试41-57
• 4.1 磷酸浓度对SAF2507双相不锈钢耐蚀性的影响42-51
• 4.1.1 实验条件42
• 4.1.2 开路电位—时间曲线42-43
• 4.1.3 极化曲线结果43-46
• 4.1.4 SAF2507极化后的形貌46-47
• 4.1.5 阻抗谱曲线分析47-50
• 4.1.6 小结50-51
• 4.2 温度对SAF2507双相不锈钢在高浓度磷酸中耐蚀性的影响51-57
• 4.2.1 实验条件51
• 4.2.2 SAF2507在不同温度下的极化曲线51-53
• 4.2.3 SAF2507在不同温度下的阻抗谱53-55
• 4.2.4 小结55-57
• 第五章 固溶温度对2507双相不锈钢组织和腐蚀行为的影响57-72
• 5.1 固溶温度对SAF2507双相不锈钢组织和耐蚀性能的影响58-66
• 5.1.1 组织变化与合金成分分配58-61
• 5.1.2 固溶温度对PREN当量值的影响61-63
• 5.1.3 动电位极化曲线63-64
• 5.1.4 固溶温度对腐蚀速率的影响64-65
• 5.1.5 小结65-66
• 5.2 固溶温度对SAF2507双相不锈钢应力腐蚀敏感性的影响66-72
• 5.2.1 实验方法66-67
• 5.2.2 显微硬度测试67
• 5.2.3 应力-应变曲线67-70
• 5.2.4 断.形貌分析70-71
• 5.2.5 小结71-72
• 第六章 结论72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：584440