304不锈钢的组织和耐腐蚀性能研究【字数：9645】
本文对304奥氏体不锈钢材料的热处理工艺进行了分析研究，主要分析了304奥氏体不锈钢经过不同的热处理方式后对试样金相组织、硬度和耐腐蚀性能的影响。进行了304奥氏体不锈钢的热处理实验和电化学实验这两类实验，在热处理实验中四种热处理分别为固溶热处理、固溶热处理后水冷再退火热处理、固溶热处理后直接进行退火热处理、退火热处理，热处理完成后对金相组织进行观察分析再测试硬度值，实验表明304不锈钢经过热处理后进行化学腐蚀，退火和固溶水冷再退火这两种热处理方法能看到较为明显的晶界；固溶和固溶后直接退火这两种热处理方式不能看到明显晶界且304不锈钢在固溶处理后硬度值处于最高的状态。最后使用电化学工作站对304奥氏体不锈钢进行测试，此实验研究发现304不锈钢在进行固溶处理后水冷再进行退火处理此时腐蚀速率最小而在304不锈钢在经过多次线性循环后没有明显点蚀现象。
目录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 304不锈钢应用范围 2
1.3合金元素对不锈钢组织的影响 3
1.4点蚀对于不锈钢的影响 5
1.5本论文的主要内容 6
2. 实验部分 7
2.1实验材料及准备 7
2.2实验仪器及设备 8
2.3实验方法 12
3. 结果与讨论 15
3.1不同热处理方式对304不锈钢的的影响 15
3.2不同的热处理方式对硬度的影响 16
3.3塔菲尔曲线图 18
3.4不同的热处理方式对点蚀的影响 20
4. 结论 22
参考文献 23
致谢 24
1. 绪论
1.1课题背景
不锈钢指能抵抗各种环境侵蚀介质的钢，不锈钢和耐酸钢的统称为不锈耐酸钢。不锈钢材料的表面能形成氧化膜，而这些氧化膜中含Cr 、Mo十分多，这层氧化膜在一般介质中具有致密性和稳定性，能有效地隔离金属基体和环境介质的接触，从而使金属基体处于被保护状态，提高材料均匀腐蚀的抗力[1,2]。不锈钢最早是在20世纪初由英国冶金专家享利布雷尔利发明，至今已有一百多年的发展历史，不锈钢的种类有很多，而每一种在其特定的应用领 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
域都能展现其良好的性能，使得不锈钢得到了迅速的发展[3,4]。不锈钢具有较好的焊接性能、抛光性能、耐热性能以及优良的抗全面腐蚀能力，因此被广泛应用于油井、油气管线、化工装置、火电核电设施、国防武器装备等诸多领域[56]。
奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含 Cr 约 18% 、含 Ni 8% —10% 、C约0.1% 时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性还没有磁性，但强度较低，很难通过热处理产生的相变得到强化，仅能通过冷加工进行强化。可以加入一些合金元素如 S，Ca，Se，等，这样就是能让不锈钢更好削割。此类钢除耐氧化性、酸介质腐蚀外，如果有其他的耐腐蚀要求可以加入Mo、Cu 等元素。此类钢中的含碳量若低于 0． 03% 或含 Ti、N，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用[711]。
304 奥氏体不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能; 冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。用于家庭用品( 餐具、橱柜、锅炉、热水器) ，汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，船舶部件。根据不同的要求，其常用的热处理工艺主要有: 固溶处理、稳定化处理和去应力处理等[1213]，因为功能的全面和经济上的优势造成304奥氏体不锈钢在世界范围内的应用都十分宽阔，所以研究明白热处理对394不锈钢加工生产的优劣是十分有必要的。
1.2 钢的电化学腐蚀类型
钢的电化学腐蚀类型主要有：均匀腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀、腐蚀磨损等。
均匀腐蚀 均匀腐蚀也称为一般腐蚀。均匀腐蚀最直观的解释就是材料的表面会明显均匀的产生腐蚀现象，但是因为肉眼能直接观察发现，所以危害性不是特别大，但是也不能因此放松这类腐蚀会损失大量的材料造成大量的经济损失，一般情况下，采用适当的防护措施，就可以减轻一般腐蚀。
点腐使 由于力学方面的原因使腐蚀集中在材料表面很小的区域范围，并往材料内部发展，如果不及时处理可能会发展成将金属穿透等极坏的影响。这是各类容器常见的破坏形式，其危害性和晶界腐蚀一样大。因为在介质的作用下，不锈钢表面钝化膜受到局部破坏所造成的。由于Cl容易吸附到钢表面的个别点上，破坏了该处的钝化膜，将钢的表面暴露出来，组成了微电池，形成了不锈钢的点蚀源，所以在含有Cl的介质中，不锈钢容易产生点蚀。点腐蚀的评定一般用单位面积上的腐蚀坑数量及最大深度来评论不锈钢点腐蚀的倾向大小。
晶界腐蚀 晶界腐蚀是指腐蚀过程是沿着晶界进行的，是最危险的腐蚀类型之一。晶界腐蚀发生在材料的内部，但是这样就会造成零部件的性能大大降低，更重要的是使零件和设备突然损坏或者失灵。检验不锈钢晶界腐蚀的方法是在晶界腐蚀敏感的温度范围内进行晶界腐蚀灵敏化处理，工业上称为敏化处理[14]。
应力腐蚀 钢在外力的作用下能发生应力破坏的现象称之为应力腐蚀。不锈钢在拉应力状态下在某些介质中经过一段时间后，就会发生破裂；随着拉应力的加大，发生破裂的时间也越短；取消拉应力使，不锈钢的腐蚀量很小，并且不会发生破裂。这种现象称为应力腐蚀破坏。应力腐蚀的特征是裂纹与拉应力垂直，断口为脆性断裂，其方式可能是沿晶，也可能是穿晶等。如果材料承受一定的载荷或加工过程中残余应力，那么有可能会产生这种的。金属的应力腐破坏时具有选择性的，一定的金属在一定的介质中才会产生。不锈钢应力腐蚀实验是将加上一定载荷的试样放入某种腐蚀介质中进行的，按试样腐蚀后出现裂纹的时间来评定钢对应力腐蚀破坏敏感性的大小。
磨损实验 在腐蚀介质中同时有磨损，腐蚀和磨损互相促进、相互加速的现象称为磨损腐蚀。空穴腐蚀是一种重要的磨损腐蚀。在高速流动的液体中产生空穴，由于压力下金属表面产生冲击，破坏保护膜，从而使腐蚀继续深入。如泵的叶轮产生的失效破坏主要的空穴腐蚀。
目录
1. 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 304不锈钢应用范围 2
1.3合金元素对不锈钢组织的影响 3
1.4点蚀对于不锈钢的影响 5
1.5本论文的主要内容 6
2. 实验部分 7
2.1实验材料及准备 7
2.2实验仪器及设备 8
2.3实验方法 12
3. 结果与讨论 15
3.1不同热处理方式对304不锈钢的的影响 15
3.2不同的热处理方式对硬度的影响 16
3.3塔菲尔曲线图 18
3.4不同的热处理方式对点蚀的影响 20
4. 结论 22
参考文献 23
致谢 24
1. 绪论
1.1课题背景
不锈钢指能抵抗各种环境侵蚀介质的钢，不锈钢和耐酸钢的统称为不锈耐酸钢。不锈钢材料的表面能形成氧化膜，而这些氧化膜中含Cr 、Mo十分多，这层氧化膜在一般介质中具有致密性和稳定性，能有效地隔离金属基体和环境介质的接触，从而使金属基体处于被保护状态，提高材料均匀腐蚀的抗力[1,2]。不锈钢最早是在20世纪初由英国冶金专家享利布雷尔利发明，至今已有一百多年的发展历史，不锈钢的种类有很多，而每一种在其特定的应用领 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
域都能展现其良好的性能，使得不锈钢得到了迅速的发展[3,4]。不锈钢具有较好的焊接性能、抛光性能、耐热性能以及优良的抗全面腐蚀能力，因此被广泛应用于油井、油气管线、化工装置、火电核电设施、国防武器装备等诸多领域[56]。
奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含 Cr 约 18% 、含 Ni 8% —10% 、C约0.1% 时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性还没有磁性，但强度较低，很难通过热处理产生的相变得到强化，仅能通过冷加工进行强化。可以加入一些合金元素如 S，Ca，Se，等，这样就是能让不锈钢更好削割。此类钢除耐氧化性、酸介质腐蚀外，如果有其他的耐腐蚀要求可以加入Mo、Cu 等元素。此类钢中的含碳量若低于 0． 03% 或含 Ti、N，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用[711]。
304 奥氏体不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能; 冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。用于家庭用品( 餐具、橱柜、锅炉、热水器) ，汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，船舶部件。根据不同的要求，其常用的热处理工艺主要有: 固溶处理、稳定化处理和去应力处理等[1213]，因为功能的全面和经济上的优势造成304奥氏体不锈钢在世界范围内的应用都十分宽阔，所以研究明白热处理对394不锈钢加工生产的优劣是十分有必要的。
1.2 钢的电化学腐蚀类型
钢的电化学腐蚀类型主要有：均匀腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀、腐蚀磨损等。
均匀腐蚀 均匀腐蚀也称为一般腐蚀。均匀腐蚀最直观的解释就是材料的表面会明显均匀的产生腐蚀现象，但是因为肉眼能直接观察发现，所以危害性不是特别大，但是也不能因此放松这类腐蚀会损失大量的材料造成大量的经济损失，一般情况下，采用适当的防护措施，就可以减轻一般腐蚀。
点腐使 由于力学方面的原因使腐蚀集中在材料表面很小的区域范围，并往材料内部发展，如果不及时处理可能会发展成将金属穿透等极坏的影响。这是各类容器常见的破坏形式，其危害性和晶界腐蚀一样大。因为在介质的作用下，不锈钢表面钝化膜受到局部破坏所造成的。由于Cl容易吸附到钢表面的个别点上，破坏了该处的钝化膜，将钢的表面暴露出来，组成了微电池，形成了不锈钢的点蚀源，所以在含有Cl的介质中，不锈钢容易产生点蚀。点腐蚀的评定一般用单位面积上的腐蚀坑数量及最大深度来评论不锈钢点腐蚀的倾向大小。
晶界腐蚀 晶界腐蚀是指腐蚀过程是沿着晶界进行的，是最危险的腐蚀类型之一。晶界腐蚀发生在材料的内部，但是这样就会造成零部件的性能大大降低，更重要的是使零件和设备突然损坏或者失灵。检验不锈钢晶界腐蚀的方法是在晶界腐蚀敏感的温度范围内进行晶界腐蚀灵敏化处理，工业上称为敏化处理[14]。
应力腐蚀 钢在外力的作用下能发生应力破坏的现象称之为应力腐蚀。不锈钢在拉应力状态下在某些介质中经过一段时间后，就会发生破裂；随着拉应力的加大，发生破裂的时间也越短；取消拉应力使，不锈钢的腐蚀量很小，并且不会发生破裂。这种现象称为应力腐蚀破坏。应力腐蚀的特征是裂纹与拉应力垂直，断口为脆性断裂，其方式可能是沿晶，也可能是穿晶等。如果材料承受一定的载荷或加工过程中残余应力，那么有可能会产生这种的。金属的应力腐破坏时具有选择性的，一定的金属在一定的介质中才会产生。不锈钢应力腐蚀实验是将加上一定载荷的试样放入某种腐蚀介质中进行的，按试样腐蚀后出现裂纹的时间来评定钢对应力腐蚀破坏敏感性的大小。
磨损实验 在腐蚀介质中同时有磨损，腐蚀和磨损互相促进、相互加速的现象称为磨损腐蚀。空穴腐蚀是一种重要的磨损腐蚀。在高速流动的液体中产生空穴，由于压力下金属表面产生冲击，破坏保护膜，从而使腐蚀继续深入。如泵的叶轮产生的失效破坏主要的空穴腐蚀。
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