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双相钢2205和2507双相不锈钢耐点蚀和耐缝隙腐蚀

阿斯米合金  2020-10-22 7:28:34  3126
内容摘要:为讨论不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀的性能,引入临界点蚀温度这一概念。对于某一氯化物环境,每一种不锈钢都可用一个温度来描述其特征,高于此温度点蚀开始出现,并且24小时之内可发展到肉眼可见的程度。低于此温度则...

为讨论不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀的性能,引入临界点蚀温度这一概念。对于某一氯化物环境,每一种不锈钢都可用一个温度来描述其特征,高于此温度点蚀开始出现,并且24小时之内可发展到肉眼可见的程度。低于此温度则在无限长的时间内也不会产生点蚀。这一温度即所谓的临界点蚀温度(CPT)。它是对特定不锈钢牌号和特定环境的表征。由于点蚀的起始发生从统计学上看是随机的,而且CPT对牌号和产品的微小变化敏感,因此,对于不同牌号的CPT通常以一个温度范围来表示。而采用ASTMG 150标准介绍的研究工具,即采用电化学测量法可能可以准确和可靠地测定CPT。

缝隙腐蚀也有一个类似的临界温度,称为临界缝隙腐蚀温度(CCT)。CCT取决于不锈钢试样、氯化物环境和缝隙的特性(紧密度,长度等)。由于缝隙的几何形状以及实际中很难再现同样缝隙的尺寸,CCT的测量数据要比CPT更分散。通常对于同样的钢和在同样的腐蚀环境中CCT往往比CPT低15~20℃(27~36℉)。

双相钢的高铬、钼和氮使其在含水环境中具有非常好的耐氯化物局部腐蚀性能。根据合金含量,一些双相钢牌号甚至跻身于性能最好的不锈钢之列。双相钢的铬含量相对高,所以耐蚀性好而且非常经济。

下图给出了按照ASTMG 48 2(6%FeCl3)测定的一些固溶退火不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能的比较。材料焊接态的临界温度要低一些。临界点蚀或缝隙腐蚀温度高则表明材料耐腐蚀起始发生的能力较高。2205钢的CPT和CCT都显著高于316不锈钢。这使2205钢成为多用途的材料,适用于因蒸发导致氯离子浓缩的环境以及热交换器的蒸汽空间或保温层的下面。2205双相钢的CPT还表明它可用在碱水和脱气盐水中。它还成功地用于脱气海水中,在这些应用中,通过高流速的海水或用其他方法使钢的表面没有沉积物。


2507双相钢


在苛刻的应用中,如薄壁热交换器管,或表面有沉积物或有缝隙时,2205双相钢在海水中没有足够的耐缝隙腐蚀能力。然而,CCT高于2205的高合金化双相钢如超级2507双相钢,已经用于许多既要求高强度又要求耐氯离子腐蚀的苛刻海水条件。

因为CPT与材料和特定环境成函数关系,有可能对单一要素的影响进行研究。利用按照ASTMG 48 A法确定的CPT,采用回归分析法得出钢的成分(考虑每种元素作为一个独立变量)和测定的CPT(相关变量)的关系。结果显示只有铬、钼、钨和氮对CPT有稳定的影响。关系式如下:

CPT = 常数 + %Cr + 3.3 (%Mo + 0.5%W) + 16%N.

式中4个合金元素乘以各自的回归常数之和通常被称为耐点蚀当量值(PREN)。不同研究者给出的氮的系数不同,通常使用16,22和30。可根据PRE值给某一家族的牌号排序,但要注意避免对这一关系式的过分依赖。式中合金元素为“独立变量”,但实际并不真正独立,因为试验的钢是平衡成分。这种关系不是线性或交叉关系,例如铬和钼的协同作用被忽略。此关系式只是针对理想状态的材料,没有考虑金属间相、非金属相以及不当的热处理带来的影响,热处理不当也对耐蚀性有不利影响。


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2507双相钢

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