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第48“第102015年10月
热轧铁素体不锈钢的晶间腐蚀
王建泽,靳塞特,王军伟,周鹏
(甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司钢铁研究院不锈钢研究所,甘肃嘉峪关735100)
[摘要」目前,关于铁素体不锈钢晶间腐蚀的评定还缺少依据及标准。利用化学浸泡法、扫描电镜及金相显微
镜研究了热轧态430,409L,410S铁煮体不锈钢及304奧氏体不锈钢在硝酸溶液中的耐晶间腐蚀性能、腐蚀形貌及
特征。采用双环电化学动电位再活化法研究了4种不锈钢的晶间腐蚀敏感性。结果表明:4种不锈钢耐晶间腐做
性能大小依次是304>430>409L>410S,增加r含量和添加T元素可以提高不锈钢的耐晶间腐蚀性能;相对304
奥氏体不锈钢,3种铁素体不锈钢晶间腐蚀倾向明显;晶间腐蚀微观形貌与不锈钢金相组织相对应。
关键词]铁素体不锈钢;化学浸泡腐蚀;电化学腐蚀;晶间腐蚀
[中图分类号]TG174.3*3[文献标识码」A[文章编号]1001-1560(2015)10-0051-03
0前言
表14种不锈钢的化学成分(质量分数)
%
钢种C
Mn P
S Ni Er Ti
以往铁素体不锈钢用量少,且多含稳定元素T,晶
3040.0390.4401.2100.0180.0028.0918.23
0.042
间腐蚀事故较少,对铁素体晶间腐蚀重视不够。随着4300.0450.2500.2910.0140.0020.1016.18
0.039
高纯高鉻铁素体的发展,铁素体不锈钢的晶间腐蚀逐4000.0130.500.3100.0190.0010.081.750.2070.014
步引起重视。目前,我国还缺少对铁素体不锈钢晶间4060.0260.3500.30.0260.000.0712.14
0.026
腐蚀的评定标准。现有文献对铁素体不锈钢的检验均
采用双环电化学动电位再活化(EPR)法和CuS04溶液
304奥氏体不锈钢先以650℃敏化2h,430,409L
浸泡腐蚀法,而CuSO溶液浸泡法对410S,409L热轧态和410S铁素体不锈钢采用原始板材。对4种钢抛光
板材并不适用,浸泡腐蚀时其表面会发生镀铜现象。至镜面后浸入酒精溶液中超声波清洗,之后置于干燥
为此,本工作选用微沸的65%硝酸溶液腐蚀热轧态箱中干燥后称重
4304L415铁素体不锈钢,分析其品间腐性12晶间腐放与测试
能,并与热轧态304奥氏体不锈钢进行对比。此外,还
(1)化学浸泡将430,409L,410S铁素体不锈钢
采用EPR法研究了4种不锈钢的晶间腐蚀敏感性,以在微沸的5%硝酸溶液中浸泡24h,而304奥氏体不
期为铁素体不锈钢的晶间腐蚀评定提供依据。
锈钢浸泡24h时未出现晶间腐蚀,故将其浸泡时间延
长至48h,以失重量计算腐蚀速率并评价其耐晶间腐
1试验
蚀性能。
(2)晶间腐蚀敏感性在0.05mo/LH2S04+
1.1材料处理
0.01mo/ L KSCN腐蚀液中进行电化学测试。设备为
以氩-氧脱碳(AOD)精炼的热轧态304奥氏体,CHI604C电化学工作站,参比电极为饱和甘汞电极,辅
430,409L,410S铁素体不锈钢作为晶间腐蚀材料,尺寸助电极为铂电极,不锈钢为工作电极。采用双环电化
均为15mmx12mmx3mm,其化学成分见表1。304,学动电位再活化法,以6Vh扫描速度从腐蚀电位[约
430,409L,410S不锈钢的化学成分为熔炼样的化学成-400mnV( vs SCE)]极化到+300mV( ys SCE),再反
分,其中C和N采用气体分析方法检验,其余成分采用向扫描,以相同速度降低至腐蚀电位。分别测定阳极
光谱分析法检验。
化环和再活化环的最大电流』和1,并以「ノ/I值评价晶
[收稿日期]2015-03-12
间腐蚀敏感性,比值越小越耐晶间腐蚀-。
[通信作者]王建泽(1969-),高级工程师,博士,主要从
腐蚀的数据经计算机采集后利用 Origin软件拟
事不锈钢产品开发及工艺控制的研究,合,获得相应的电化学参数。
E-mail:wangiianze@jiugang.com
(3)形貌对4种不锈钢的纵截面抛光后,采用过
Vol 48 No 10 Oct 2015
// paler/iom
饱和三氯化铁盐酸溶液擦拭,采用6MeF3金相显微镜化环的最大电流值,并计算l/。值,计算结果见表
及JSM-6700F型扫描电镜(SEM)观察4种不锈钢的化2。从图2和表2可以看出:虽然304奥氏体不锈钢在
学浸泡晶间腐蚀形貌。
晶间腐蚀前已作650℃敏化处理2h,但其回扫的峰值
2结果与讨论
仍为0,说明其耐晶间腐蚀性能较好;410S不锈钢的再
活化峰最高;409L不锈钢的再活化峰高于430不锈钢
2.1不锈钢的金相组织
的;//值最高的是410S不锈钢,达到0.425,其次是
图1为4种不锈钢的金相形貌。从图1可以看出:430不锈钢和409L不锈钢,约为0.050,最低的是304
304奥氏体不锈钢呈等轴晶粒,部分晶粒内呈现出孪奥氏体不锈钢,其值为0;从/值比较接近的430不
晶,在轧制方向上出现明显沿加工变形方向分布的条锈钢与409L不锈钢可以看出,409L不锈钢的反扫电流
带组织(较细长条为6铁素体、细小成串颗粒为,与正扫电流l,均大于430不锈钢的,故409L不锈钢
M2C):430铁素体不锈钢的显微组织为条带组织,由的晶间腐蚀敏感性大于430不锈钢的。综合比较,4种
沿轧向分布的竹节状铁素体晶粒和晶粒之间大长宽比不锈钢的耐晶间腐蚀能力由优到劣为304>430>409L
的(Cr,Fe)2C碳化物构成;409L铁素体不锈钢显微组>>410S。
织基本为等轴晶,晶界上有细小碳化物,组织很均匀;
0
410S金相组织呈竹节状铁素体+马氏体+少量M2C。,-0
<0.6
0.5
呈条带组织特征,白色区域为铁素体,黑色条带区域为ミ-10
0.4
0.3
0.2
马氏体(约30%)。
-1.5
0
-2.0
-0.6-0.4-0.200.204
0.6-0.4-0.200.20.4
E
E/V
(a)304
(b)430
1.0
0.8
40 w m
100gm
0.4
(a)304
(b)430
0.5
-0.6-0.4-0.200.20.4
0.4-0.200.2
(c)409L
(d)410S
图2不锈钢晶间腐蚀电化学曲线
表2不锈钢晶间腐蚀电化学曲线的l,/l值
200ur
100um
钢号
1/I
(c)409L
(d)410S
304
4.32×10-5
图14种不锈钢热轧态的金相组织
430
7.14×10-4
3.56×10-5
0.0499
2.2晶间腐蚀行为
409L
2.50×10
1.27×10+
0.0507
2.2.1浸泡腐蚀速率
410S
1.36×10-3
5.79×10-
0.4251
304,41