0311-83071805 AG亚游集团機械定製生產各類不鏽鋼儲罐,不鏽鋼發酵罐
您所在位置:首頁 > 新聞中心 > 實用技術 > 316L不鏽鋼儲罐材料中〇相的析出

新聞中心 /news

全國服務熱線:
0311-83071805

316L不鏽鋼儲罐材料中〇相的析出

作者:AG亚游集团機械 時間:2019-04-04 08:13
316L不鏽鋼儲罐材料中〇相的析出 C相是除了 M23C6型碳化物以外,奧氏體不鏽鋼中另一種較為常見的析出相。 與M23C6碳化物相比,C相的析出需要更高的界麵能,因此其常在大角度晶界、 非共格孿 信息摘要:

316L不鏽鋼儲罐材料中〇相的析出

C相是除了 M23C6型碳化物以外,奧氏體不鏽鋼中另一種較為常見的析出相。 與M23C6碳化物相比,C相的析出需要更高的界麵能,因此其常在大角度晶界、 非共格孿晶界以及氧化物等第二相界麵形核析出[76]。此外還用研宄表明對於不鏽 鋼中的5-鐵素體,在長期的時效過程中會發生共析反應,生成奧氏體(Y相)和 G 相[69]。

由於C相種類較多,在不同條件下形成C相形貌及成分各異,因此在奧氏體 不鏽鋼中,很難根據SEM照片和EDS分析結果將其與碳化物及各類金屬間化合 物準確區分開來。但是根據相關的研宄結果[69,76-77],奧氏體不鏽鋼中的〇相大都 分布於條狀5-鐵素體內部及M23C6碳化物周圍,因此根據其分布特征來推斷c 相的存在是可行的。圖4-7(a)和(b)分別為經15年服役的母材試樣中分布於5-鐵 素體以及Cr3C6碳化物與奧氏體基體界麵上的c相。

316L不鏽鋼儲罐材料中〇相的析出

(a)分布於5-鐵素體的〇相    (b) CV23C6碳化物邊界上的〇相

圖4-7服役15年後316L不鏽鋼母材試樣中c相的SEM像

研宄表明c相在5-鐵素體和奧氏體中析出的機理是不同的。5-鐵素體在長期 的時效過程中會發生共析分解生成c相和Y相(奧氏體),其中c相在5-鐵素 體與奧氏體基體的邊界形核並向5-鐵素體內部長大,如圖4-7(a)。由於5-鐵素體 中的Creq/Nieq較高,c相易於形核,Villanueva等人在其研宄中發現當奧氏體不 鏽鋼中有5-鐵素體存在時,c相的析出速度將明顯加快[78]。在奧氏體中也會析出 c相,但由於其與奧氏體基體非共格,析出所需的界麵能很大,因此c相在奧氏 體中的沉澱析出往往需要較高的溫度及很長的時間,且其往往位於大角度晶界和 碳化物與奧氏體的界麵上[78],如圖4-7(b)。

由於c相中合金元素的數量及種類不確定,因此目前為止沒有具體的析出熱 力學及動力學表達式。對於c相是否能在在金屬中析出,通常采用金屬的平均電 子空位數來判斷,其經驗公式如下[79]:

N = 0.66NNl +1.71Nc〇 +2.66NFe +4.66(Ncr +NMo +NW)+5.66Nv + 6.66N& + 10.66N_    (5)

其中N為金屬的平均電子空位數,Nx為各合金元素的電子空位數,當N>2.52 時金屬就有可能生成c相。根據316L儲罐所用到的不鏽鋼的成分,利用式5計算得本研宄中 316L不鏽鋼母材的平均電子空位數遠大於2.52,因此從合金元素角度上看,本 研宄所用金屬在長期服役過程中生成c相是可能的。

雖然c相的析出需要很高的界麵能,且與其他析出相相比,在相同溫度下c 相析出所需時間要長得多,但是在經15年服役後的母材試樣中仍發現了 c相的 存在,如圖4-7所示。c相的析出表明在服役期間二次相有充分的時間形核長大, 而&23C6碳化物以及c相的富Cr二次相的沉澱析出,造成了奧氏體基體的貧Cr, 使其耐蝕性的下降,促進應力腐蝕的發生。

c相的存在將會顯著促進應力腐蝕的發生,這是由c相自身的特性所決定的。 首先由於c相本身為硬脆相,在應力的作用下,c相周圍將產生應力集中。因此 c相的沉澱析出將會使不鏽鋼構件在應力作用下易產生裂紋,使不鏽鋼構件的力 學性能顯著降低[80]。另外有研宄表明c相的析出會使附近區域電位升高,造成 局部耐腐蝕性的急劇降低[81]。因此對於本研宄中經長期服役的316L不鏽鋼儲罐, c相的析出也是促使其發生應力腐蝕開裂的重要原因。

小結

(1)316L不鏽鋼儲罐封頭的焊縫組織由奧氏體鐵素體組成,其凝固模式為 FA模式。不鏽鋼儲罐封頭母材組織由奧氏體和呈條狀分布的5-鐵素體組成,在 長期服役過程中,沿鐵素體/奧氏體界麵和變形帶有M23C6碳化物析出。此外在5- 鐵素體中和奧氏體/碳化物界麵還發現有c相存在

(2)應力腐蝕試驗結果表明經15年服役後316L不鏽鋼儲罐母材和熱影響 區的耐應力腐蝕性能明顯下降,其中熱影響區下降得更為明顯。在試驗中所產生 的應力腐蝕裂紋主要以穿晶形式擴展。

(3)奧氏體母材由於在旋壓製造過程中發生了較大變形,因而硬度較高, 而焊縫硬度較低。在熱影響區由於發生了回複再結晶及晶粒粗化,硬度與母材相 比有所降低。而焊縫的硬度最低。

(4)電解浸蝕試驗結果表明無論是母材還是熱影響區,晶界的耐蝕性都未 發生明顯下降,316L不鏽鋼儲罐耐蝕性的下降主要是由沿變形帶析出富Cr相而 造成周圍組織貧Cr引起的,其中熱影響區碳化物和c相等富Cr相的析出量明顯 多於母材。

石家莊AG亚游集团輕工機械有限公司 Shijiazhuang Zhentian Light Industry Machinery Co.,Ltd
不鏽鋼儲罐不鏽鋼發酵罐不鏽鋼容器
掃一掃

聯係電話:0311-83071805

傳真號碼:0311-83071806

手機號碼:13603117671

公司地址:石家莊市裕華區萬達寫字樓C座16層

公司網址:https://www.liqiancn.com