22Cr双相不锈钢点蚀研究
克拉2气田地面建设用22Cr双相不锈钢耐腐蚀性能研究的开题报告
克拉2气田地面建设用22Cr双相不锈钢耐腐蚀性能研究的开题报告一、选题背景克拉2气田是我国东海海域已知气田中面积最大、含气量最多、开发难度最大的气田之一。
其中，克拉2-2井区是克拉2气田的核心区域，是克拉2-1井的南部延续。
克拉2-2井区总面积达到220平方公里，气田总控制面积达到650平方公里。
该区域储量巨大，储量预测量达到3000亿立方米以上。
为了更好地开发克拉2气田，提高气井的生产效率和可靠性，保障天然气的供应，必须对克拉2气田的地面设施进行优化设计和改进。
二、研究目的本研究旨在研究采用22Cr双相不锈钢作为克拉2气田地面建设材料的耐腐蚀性能，探究该材料在复杂地质环境下的适用性和优势。
三、研究内容1.克拉2气田地质环境的研究和分析；2.22Cr双相不锈钢的基本性能、组织结构和耐腐蚀性能的研究；3.采用不同腐蚀环境下的腐蚀测试方法对22Cr双相不锈钢进行腐蚀试验，并对试验结果进行分析；4.对22Cr双相不锈钢在克拉2气田中使用的可行性进行评估。
四、研究意义本研究可以为克拉2气田的地面设施建设提供技术支持和指导，提高克拉2气田的开采效率和经济效益，保障国家能源安全和可持续发展。
五、研究方法1.文献资料法：通过查阅大量的文献资料，了解克拉2气田的地质环境和22Cr双相不锈钢的基本性能和应用状况。
2.试验法：采用不同腐蚀环境下的腐蚀测试方法对22Cr双相不锈钢进行腐蚀试验，通过试验结果对其耐腐蚀性能进行评估。
六、预期结果1.掌握克拉2气田的地质环境特点，为该气田地面设施建设提供基础；2.得出22Cr双相不锈钢的腐蚀性能，并评估其在克拉2气田中的可行性；3.提高克拉2气田的开采效率和经济效益，保障国家能源安全和可持续发展。
双相钢磨损腐蚀的研究
双相不锈钢磨损腐蚀的研究摘要：本文介绍了双相不锈钢磨损腐蚀的机理与研究磨损腐蚀的方法，综述了形变强化、第二相强化、热处理及微量元素合金化等强化双相不锈钢耐磨损腐蚀性能的途径。
这对指导双相不锈钢的材料设计、性能研究起到一定的指导作用。
关键词：双相不锈钢磨损腐蚀形变强化第二相强化热处理the Research on Erosion-corrosion Resistance of theDuplex Stainless SteelAbstract: The mechanism of erosion-corrosion of duplex stainless steel and the way to avoid erosion-corrosion is introduced . The ways to improve the erosion -corrosion resistance of duplex stainless steel such as stain hardening，secondary phase strengthening，heat treatment as well as minimelement alloying are summarized in this paper, to providea guidance for materials design and performance study duplex stainless steel.Keywords: Duplex stainless steel; Erosion-corrosion; Strain hardening; Secondary phase strengthening; Heat treatment1 前言双相钢又称复相钢，一般是由马氏体或奥氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。
通常将铁素体与奥氏体相组织组成的钢称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。
22Cr双相不锈钢耐点蚀特性的研究
交 流阻抗 测试 的频率 范 围 ： ｍ ～１０ｋ ｚ阻 ５ Ｈｚ ０ Ｈ ， 抗测 量信号 幅值 为 ５ｍ Ｖ正 弦波 。图 ２是 ２Ｃ 双相 ２ｒ
关键词： Ｃ 双相 不锈钢 ； 点蚀特 性 ； ２ ｒ ２ 耐 交流 阻抗
文 章 编 号 ：０６５３ （０７ ０ －０３０ １０ －５ ９ ２ ０ ）５０３ －４ 文 献标 识码 ： Ａ
工 作 电极 表 面用 砂 纸 逐 级 打磨 至 ８０ ， 后 清 洗 、 ０ 然
０ 引 言
由于 双相不 锈钢 具 有 优 良的 耐腐 蚀 性 能 ¨ ， Ｊ世
收稿 日期 ：０７０ －１ ２ ０ －９ ０ 作者简 介 ： 惠（ ９ ８） 女 ， 熊 １７ ． ， 湖南新邵人 ， 硕士 ， 主要从 事金 属腐 蚀与防护方面的研 究。电话 ：０ ９ ８３ ２ ８ 。 （ ２ ）８ ８７ ４
维普资讯
天 然 气 与 石 油
熊 惠 ， 红 先 ， 国仙 林 赵
（ 西安石油大学 ， 陕西 西安 ７ ０６ ） １０ ５
摘 要： 用 电化 学的极化 曲线及 交流 阻抗技 术研 究 了 ２ Ｃ 双相 不锈 钢 在 不 同条 件 下耐 利 ２ｒ
点蚀特 性 。结 果表 明 ：２ ｒ ２ Ｃ 双相 不锈 钢 的 自腐蚀 和 点蚀 倾 向随 温度 升 高而 增 大 ， 阴 阳极反 而 应机理 不 变 ； 且在 模拟 现 场环境 下具有优 良的耐 点蚀性 能 。
电化学数据见表 １ 。 从 表 １得 出 的 电化 学 数 据 可 以 看 出 ， 着 温 随 度 的升高 ， 点蚀 电位逐 渐 降低 ， 明点蚀倾 向增 说
大。
蚀电位测量方法》 进行 ， 材料为 ２ Ｃ 双相不锈钢 ， ２ｒ 尺 寸 为 ｑｌ ｍ× ３ｍ 试 验 面积为 １ｃ ２ ｂＯｍ ｍ， ｍ 。实 验前 ，
冷加工的22Cr双相不锈钢生产油管在高密度纯CaCl_2盐水封隔液中的应力腐蚀开裂
当给 C形环施加载荷至屈服应力时 , 下列公式是
有效的 : σ =πr[ r - ∀− t ]ε
t
式中 δ———C形环径向偏转 ;
r ———C形环外半径 ;
t ———C形环厚度 ; ε ———C形环顶峰处外纤维变形 ;
E ———弹性模量 ;
δ ys
———屈服应力 ;
ε ys
=
δ ys
/E
+ 01002 。
一 、断裂分析及试验项目
1, 肉眼观察 与悬挂器相连的油管是最先被打捞上来的 。这 节管的开裂呈明显脆化形态 , 沿着控制线缠绕的位 置有很多纵向裂纹相连并形成一个大的螺旋形裂 缝 , 缠绕线是合金 625 (UNS N06625) 。 观察发现 , 连接控制线与悬挂器底部的配件是 有磁性的 , 它是不锈钢 17 4 PH , 而不是规定的 合金 C 276 (UNS N10276 ) 。此配件不是引起此 次断裂的原因 。 从断裂油管的外径照片可见 , 沿纵向裂纹有着 明显的冲刷腐蚀的痕迹 (所有裂纹都是纵向的 , 即沿着管长方向 ) 。有些裂缝并没有完全穿透管 壁 ; 显然 , 在这种情况下无侵蚀 。 2, 材料 (1) 22C r双相不锈钢 该批油管是采用 5 批电炉熔炼的 UNS S31803 双相不锈钢制造的 。油管先用机械热轧钢坯通过 Ugine Sejournet工艺进行热挤压 , 然后冷拔至期望 的机械性能 ; 最后是冷旋转校直 。这批油管在美国 以带螺丝的平端管状态供货 。 Deep A lex井完井时所用的直径为 3∀− in、9191 lb / ft (壁厚 7135mm , 即 01289 in) 的 22C r冷加工 生产油管的化学成分见表 1, 资料来源为工厂的质 量证书 。
酸蚀条件下铸态Cr22冲蚀磨损特性研究
酸蚀条件下铸态Cr22冲蚀磨损特性研究姚秀荣;焦黎明;刘兆晶;戴云婷;张洪伟【摘要】The microsructure and properties and the relationship between them have been reaserched by using mechanics property test and metalographic structure observation on as-cast Cr22 material of different carbon content. The material feature of resistance to erosion and abrasion in acidic conditions has been reserached by comparison test, which has reflected that acid corrosion damage accounted for the main and abrasion damage effect could not be ignored. Material's etching and erosion feature expressed as the phenomenon that the matrix and carbrid alternately flaked off. The best overall performance was of the medium carbon content Cr22 material with carbon content 1.31%.%本文通过对不同碳含量的铸态Cr22进行性能测试及组织观察,研究了其组织与性能之间的关系；通过对比试验,研究了材料在酸性条件下耐冲蚀磨损特性.在酸性条件下,耐冲蚀磨损特性体现出基体与碳化物交替剥落,酸性腐蚀居主导地位,磨损居次要地位的特性.含碳量1.31％Cr22材料的耐冲蚀磨损性能最佳.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】4页(P11-14)【关键词】铸态Cr22;组织和性能;冲蚀磨损【作者】姚秀荣;焦黎明;刘兆晶;戴云婷;张洪伟【作者单位】哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150040;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150040;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150040;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】TG144目前多数电站采取浆液脱硫的办法去除SO2[1-6]。
双相不锈钢焊接接头点蚀研究进展
目前直 接评 价不 锈钢 耐 点 蚀性 能 的方 法 主要 有 化 学浸 泡 法和 电化 学测 量 法 。评 价不 锈 钢 耐 点蚀 性 能 的
方 法 都 需 要对 同一 种 试样 重 复 进 行 多次 测 量 ， 次 测 每
早 期 学者认 为 ， ｒＭｏ和 Ｎ是 影 响 不 锈 钢 耐腐 蚀 Ｃ，
性 能 的主要 因素 ， 因此提 出用 抗 孔蚀 当量 （ Ｅ 来 表 Ⅳ） 征 材料 的耐蚀 性 好 坏 。但 是 因为 Ｎ影 响 系数 不 统 一 ，
．
。
专题综述 ｒ 蜉掳
双 相 不 锈 钢 焊 接 接 头 点 蚀 研 究 进 展
机 械 科 学研 究院 哈 尔滨 焊接研 究所 （ ５ ０ ０ １０８ ）
摘要
王 国佛
杨 玉 亭 贾玉 力 周 世 峰 田志伟
双相不锈钢 由于含氮量高使其 耐点蚀性能特别是耐氯化物点蚀性 能突 出， 国内外关 于这方 面的研究 已
能和 耐腐 蚀性 能 。 由 于检 测 手 段 等 原 因 ， 于 相 对 关 双相 不锈 钢焊 接接 头耐 点蚀 性 能影 响 规律 的研 究 也 还 需 要探 索 。
１ 双相 不锈 钢 耐点 蚀性 能的 表征 方法
的电位 称作 点蚀 电位 （ ） 值 是 工 作 电 极 温 度 的 。Ｅ
不 同的学 者提 出 了两种抗 孑 蚀 当量 的公式 ： Ｌ
收稿 日期 ： 可修 复 的损 伤 ， 因此 极 易 造 成 试 样 的浪 费 ， 同时 还 具 有 试 验 周 期 长 、 验 精 度 低 等 缺 试
双相不锈钢磨损腐蚀的机理及强化途径
材 料 开 发 与 应 用
2010年 6月
文章编号 : 100321545 (2010) 0320084205
双相不锈钢磨损腐蚀的机理及强化途径
郭绪镇 ,董 飞 ,李镜银 ,吴智信
(中国船舶重工集团公司第七二五研究所 ,河南 洛阳 471039)
摘 要 :本文介绍了铸造双相不锈钢磨损腐蚀的机理 ,综述了形变强化 、第二相强化 、热处理及微量元素合金 化等强化双相不锈钢耐磨损腐蚀性能的途径 。对指导双相不锈钢的材料设计 、性能研究 ,特别是新型抗冲刷 腐蚀磨损材料的应用等起到一定的指导作用 。 关键词 :双相不锈钢 ;磨损腐蚀 ;形变强化 ;第二相强化 ;热处理 中图分类号 : TG 172 文献标识码 : A
腐蚀磨损性能 [ 4 ] 。双相不锈钢良好的力学性能 也是它具有优秀的抗磨损腐蚀性能的重要原因 。 它强度较高 ,晶格在相同应力下难以产生较大的 滑移 ,因此 ,表面膜不易破裂 。同时 ,第二相的存 在阻碍 了 裂 纹 的 扩 展 , 提 高 了 抗 磨 损 腐 蚀 性 能 [ 6 ] 。在受到液流或固体颗粒冲击时 ,塑性较好 的奥氏体还会发生马氏体相变 , 吸收了部分能 量 ,减 少 钝 化 膜 的 破 坏 , 减 缓 了 磨 损 腐 蚀 的 发生 [ 7 ] 。
对耐蚀性影响不大而有助于改善耐磨性的 手段 ,用来发展耐磨蚀合金的思路是可行的 ,但 使用时必须结合工况 ,并注意其可能给材料工艺 及综合性能带来的影响 。 213 热处理
热处理是改善合金性能最常用的工艺方法 , 因此根据双相不锈钢及其服役环境 ,采用适当的 热处理工艺 ,在提高合金耐磨损腐蚀性措施中 , 也是可以应用的 。
目前发展耐磨损腐蚀性能的双相不锈钢可 采用的途径有形变强化 、第二相强化 、恰当的热 处理制度及微量元素合金化等 。 211 形变强化
酸蚀条件下铸态Cr22冲蚀磨损特性研究
料 进行 金相 组 织观 察 ；在Ｆ Ｉ ｉ ｉｎ Ｅ ｒ ｏ 扫描 电子 显微 Ｓｓ 镜 上进 行腐 蚀形貌 及磨 损形 貌观察 。 １ 酸性 冲蚀 试验条 件及 设备 ． ３ 酸ｌ 生冲蚀试 验 在 自制 冲蚀磨 损 试 验机 上进 行 ，
１ 材 料制备 及测 试方 法
１１ 材料 制备 ． 采 用 感应 熔 炼 的方 法 制备 Ｃ ２ 材 料 。熔 炼 制 ｒ２ 备碳 含量不 同 的Ｃ２ 材料 的 目标 成分见 表 １ ｒ２ 。
中图分 类 号 ： Ｇ ４； Ｔ１ ４ 文献标 识码 ： 文章编 号 ： ０ — ６ ８（ ０ ）０ — ０ 一 Ａ； １ ６ ９５ ２ １ ０ ２ ５０１ ４ ｌ
目前 多数 电 站 采 取 浆 液 脱 硫 的 办 法 去 除 Ｓ Ｏ：
［－ ］ １６
。
测温使用Ｘ ＭＴ 一０ 型快速测温仪。 Ⅱ １１
Ｃ ２ 是 一 种 应 用在 渣 浆 泵 上 的 叶轮 材 料 ，含 ｒ２
有较高的ｃ 、Ｎｉ ｒ 等合金元素 ，是一种高铬高镍 的 耐 蚀 耐 磨 材 料 。本 文 通 过对 Ｃ ２ 材 料 的ｃ含 量 进 ｒ２
行 调 整 ，研 究 其 组 织 和 性 能 ，通 过对 比试 验 的方 法 ，对 这 种 材 料 在 酸 性 条 件下 的 耐 冲蚀 磨 损 性 能 进 行探 索研究 ，积 累数 据 ，拓 展其 使用 范 围。
Ｍ ｔｒｌ ｅｈｏ ｇ 材 料 ・ 艺 ａ ｉ ＆Ｔｃｎｌ ｙ ｅａ ｏ 工
酸蚀 条件下铸态０ ；蚀 磨损特性研 究 ２￣ ｒ ２
姚 秀荣 ，焦黎 明 ，刘兆 晶 ，戴云婷 ，张洪伟 （ 尔滨理 工大 学 ，黑龙江 哈 尔滨 １ ０ ４ 哈 ０ ０） ５
摘 要 ：本 文通 过 对不 同碳 含 量 的铸 态Ｃ＇２ 行 性 能测 试及 组 织观 察 ，研 究 了其 组 织 与性 能之 间的关 进 ｒ ２
双相不锈钢铁素体含量对腐蚀性的影响 刘宝剑、王洲要点
双相不锈钢铁素体含量对腐蚀性的影响XXX目录摘要 (3)引言 (3)正文 (4)1双相不锈钢的定义及分类 (4)2.双相不锈钢铁素体含量的测量与分析 (4)2.1化学成分对双相不锈钢中铁素体含量的影响 52.2热处理对双相不锈钢中铁素体含量的影响 (6)3 铁素体含量对双相不锈钢腐蚀性的影响 (7)3.1 耐全面腐蚀性能 (8)3.2耐晶间腐蚀性能 (8)3.3耐应力腐蚀开裂性能 (9)3.4耐点腐蚀性能 (9)4实验方案 (10)4.1点蚀实验 (10)4.2全面腐蚀实验 (11)4结论 (11)5结束语 (11)摘要双相不锈钢在以其良好的耐蚀性越来越受到更多的重视，本文通过对双相不锈钢铁素体含量对耐全面腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀的影响的探究，发现双相不锈钢中铁素体含量在50%左右时具有最好的耐蚀性，期望通过本文研究对实际生产能产生帮助。
关键词：双相不锈钢铁素体合金元素热处理耐蚀性引言近十年多来，由于现代工业技术的飞跃发展，双相不锈钢越来越被人们所重视。
主要原因为：首先传统的奥氏体不锈钢经常遭到晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等各种腐蚀和破坏。
而在这方面人们对双相不锈钢又有了新的认识，双相不锈钢在上述各腐蚀类型中表现出极强的抗腐蚀能力。
其次，双相不锈钢有极好的力学性能，其强度为一般奥氏体不锈钢的两倍，且有良好的韧性，根据其强度高的优点，可通过降低产品厚度来降低产品成本，实现经济性。
目前,国际上双相不锈钢广泛应用于石油化工业、运输业、纸浆和造纸工业、建筑业等几大领域。
国内由于起步较晚,在研究、生产和应用中也相对落后。
国内双相不锈钢的使用是有一定局限性的，像国外大量使用双相不锈钢的诸如纸浆和造纸工业、油气工业、运输业、甚至建筑业几个大的领域我们涉及得不多，有的还只是刚刚开始。
我厂目前在容器堆焊的不锈钢多为奥氏体不锈钢，但双相不锈钢在耐腐蚀压力容器设备中被应用得越来越广泛，双相不锈钢及其复合板制造压力容器的技术也逐渐成熟。
新型节镍Cr22双相不锈钢中铜的作用
新型节镍Cr22双相不锈钢中铜的作用石璐璐;马正欢;崔世云;李钧;肖学山;赵钧良【摘要】研究Cu对新型节镍Cr22双相不锈钢(duplex stainless steels,DSS)的显微组织、力学性能及腐蚀性能的影响.研究结果表明,Cu元素在该系列成分双相不锈钢中是较强的奥氏体形成元素,质量分数为0.69％的Cu可使Cr22 DSSs在不同温度固溶处理后的奥氏体体积分数增加约8％.节镍型Cr22 DSSs的室温屈服强度和抗拉强度分别在490和750 MPa左右,Cu元素可适当提高Cr22 DSSs的室温延伸和腐蚀性能.新开发的节镍型Cr22 DSSs与目前广泛使用的304奥氏体不锈钢相比,成本大幅度降低,且力学性能和腐蚀性能得到提高.%Influence of Cu on microstructure, mechanical and corrosion properties of a new family ofCr22 duplex stainless steels (DSSs) is investigated. The results indicate that Cu can greatly increase volume fraction of austenite and enhance elongation and corrosion resistance. The yield stress and tensile strength of new economical Cr22 DSSs reach approximately 490 and 750 Mpa respectively. The mechanical properties and corrosion resistance of the new economical Cr22 DSSs are better than those of AISI304.【期刊名称】《上海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(017)006【总页数】6页(P768-773)【关键词】节镍型双相不锈钢;拉伸性能;点蚀性能【作者】石璐璐;马正欢;崔世云;李钧;肖学山;赵钧良【作者单位】上海大学材料研究所,上海 200072;上海大学材料研究所,上海200072;上海大学材料研究所,上海 200072;上海大学材料研究所,上海 200072;上海大学材料研究所,上海 200072;宝山钢铁股份有限公司,上海 200940【正文语种】中文【中图分类】TG142.7铁素体-奥氏体双相不锈钢(duplex stainless steels，DSSs)具有优良的耐腐蚀性能和力学性能，可被广泛应用于海洋工程、石油和化工等领域.近年来，相关研究还发现高抗点蚀当量(pitting resistance equivalent number，PREN)值的双相不锈钢具有生物相容性，可作为人体内移植的功能材料［1-3］.镍是双相不锈钢中稳定奥氏体的重要元素，但我国镍资源匮乏，因此，开发性能优良的节镍型双相不锈钢具有重要意义.已有很多研究者通过添加氮、锰等奥氏体形成元素来降低镍的质量分数.Merello等［4］通过添加锰元素以增加氮在奥氏体中的固溶度，研究了Cr18～Cr24系列低镍、高锰、氮经济型双相不锈钢.Toor等［5］研究开发了综合性能优于SS304奥氏体不锈钢的Cr18型高锰、氮经济型、可用于汽车部件的双相不锈钢.Li等［6］研究开发了具有高PREN值的25Cr-2Ni-3Mo-10Mn-0.5N新型资源节约超级双相不锈钢，其力学性能及耐腐蚀性能均相当于或优于目前广泛应用于苛刻环境的SAF2507双相不锈钢.铜也是一种奥氏体形成元素，但铜在镍当量关系中的系数一直备受争论.很多研究者认为，铜在确定铁素体体积分数方面的作用不可忽略，并且提出了铜的系数值，其中Espy［7］建议为0.33，Hull［8］建议为0.44，Potak等［9］建议为0.5，Suutala等［10］建议为1.0.本试验研究了铜元素对Cr22新型节镍双相不锈钢组织和性能的影响.1 试验材料的制备节镍型双相不锈钢的名义成分为00Cr22Mn8Ni 0.5N0.3(Cr22-1#)和00Cr22Mn8Ni 0.5Cu0.7N0.3 (Cr22-2#)，采用纯铁、锰、镍、铜和FeCr，MnN 中间合金，经ZG-50真空感应炉在一定氮气气氛条件下熔炼，并浇铸成钢锭.通过高温差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry，DSC)测定，Cr22-1#铸锭的Ts和Tl分别为1 474.8和1 501.5℃，Cr22-2#铸锭的Ts和Tl分别为1 469.7和1 497.8℃.铸锭经热锻，制备出试验所需样品.Cr22双相不锈钢铸锭和304奥氏体不锈钢的化学成分如表1所示.表1 Cr22双相不锈钢和304奥氏体不锈钢化学成分的质量分数Table 1 Chemical compositions of Cr22 DSSs and 304 stainless steel %钢号化学成分C Cr Mn Ni Cu N Fe Cr22-1# 0.030 22.15 8.49 0.53 — 0.290余量Cr22-2# 0.029 22.42 8.53 0.51 0.69 0.290 余量304 0.060 18.00 — 8.50 — 0.008余量2 试验方法2.1 显微组织的观察及两相比例的确定试样分别在750，850，950，1 050，1 150，1 250℃固溶处理30 min后水淬，金相试样在20 g KOH+ 100 mL H2O溶液中电解蚀刻.在金相显微镜下观察试样的微观结构，并采用定量金相系统测定奥氏体与铁素体的相比例.在200倍的放大倍数下，每个试样选择10个不同区域进行测量，并计算出样本方差.2.2 室温拉伸试验拉伸试样在1 050℃固溶处理30 min后水淬.根据GB/T 228—2002，制备出标距为30 mm、直径为5 mm的标准拉伸试样.采用CMT5305万能拉伸试验机进行拉伸试验，室温拉伸速率为1×10-3/s，测出试样的屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率.2.3 腐蚀试验根据GB/T 17897—1999，将热处理后的C22r-1#，Cr22-2#和304不锈钢试样置于恒温水浴(35℃)的FeCl3水溶液中，浸泡24 h，计算腐蚀速率.304不锈钢为固溶态AISI304奥氏体不锈钢，于1 050℃固溶处理30 min.3 试验结果及分析图1～图6分别为Cr22-1#和Cr22-2#不锈钢试样在750～1 250℃不同温度点固溶处理30 min后的金相照片.由图可知，Cr22-1#和Cr22-2#试样在该温度区间内的不同温度点固溶处理后的显微组织均为铁素体和奥氏体双相组织，其中奥氏体呈岛状分布在铁素体基体上，没有σ相和其他相析出.图7为Cr22-1#和Cr22-2#试样在750，850和1 050℃固溶处理30 min后的X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)图谱.分析结果表明，试样由铁素体和奥氏体两相组成，与金相分析结果一致，无第二相析出.图1 750℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.1 Metallographs of Cr22 DSSs solution treated at 750℃for 30 min图8为在热处理温度为750～1 250℃时，节镍型Cr22双相不锈钢铁素体含量(体积分数)的变化.12组数据的样本方差在0.053 2%～0.058 7%之间，数据可靠.由图8可见，两种钢的铁素体体积分数随着热处理温度的升高呈上升趋势.根据WRC-1992相组分图，铬、镍当量可由下列公式［11］表示：图2 850℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.2 Metallographs of Cr22 DSSs solution treated at 850℃for 30 min图3 950℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.3 Metallographs of Cr22 DSSs solution treated at 950℃for 30 min图4 1 050℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.4 Metallographs of Cr22 DSSs solution treated at 1 050℃for 30 min图5 1 150℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.5 Metallographsof Cr22 DSSs solution treated at 1 150℃for 30 min图6 1 250℃固溶处理30 min后，Cr22 DSSs的显微组织Fig.6 Metallographs of Cr22 DSSs solution treated at 1 250℃for 30 min图7 Cr22 DSSs在750，850，1 050℃固溶处理30 min后的XRD图Fig.7 XRD curves of Cr22 DSSs solution treated at 750，850 and 1 050℃for 30 min图8 不同热处理温度下，Cr22 DSSs铁素体含量的变化Fig.8 Relation of ferrite volume fraction of Cr22 DSSs with the different solution式中，各元素均表示其质量分数.由式(1)和(2)计算出Cr22-1#和Cr22-2#试样的铬镍当量比分别为0.333和0.357，仅相差0.024，因此，两种成分的节镍型Cr22双相不锈钢的铁素体体积分数应该比较接近;而经定量金相系统测定，经不同温度固溶处理后的Cr22-1#和Cr22-2#试样中的铁素体体积分数相差约8%(见图8).由此可知，铜作为奥氏体形成元素，在镍当量关系中的系数应适当增加，铜在该系列Cr22双相不锈钢中具有较强的稳定奥氏体的作用.图9为节镍型Cr22双相不锈钢的室温拉伸曲线.Cr22-1#和Cr22-2#试样的屈服强度分别为485和495 MPa，抗拉强度分别为745和760 MPa，均远大于304奥氏体不锈钢.其原因主要为：①在具有合适两相比例的双相不锈钢中，铁素体起到了强化作用;②氮原子主要间隙固溶于奥氏体中(大约比在铁素体中高8倍)［12］，所以氮原子的间隙强化作用提高了强度相对较低的奥氏体相.Cr22-2#试样的断裂延伸率为45.07%，比Cr22-1#试样(40.86%)高约5%，这可能是由于Cr22-2#试样中添加了铜元素，导致奥氏体的体积分数增加;而奥氏体为{111}面心立方结构，滑移系多于体心立方结构的铁素体，因此提高了钢的塑性.表2为节镍型Cr22双相不锈钢和304奥氏体不锈钢在GB/T 17897—1999条件下腐蚀的结果.由表可知，Cr22-1#和Cr22-2#试样的腐蚀速率均低于304奥氏体不锈钢;而Cr22-2#试样的抗腐蚀性能优于Cr22-1#试样，因此，铜元素的添加可适当提高Cr22双相不锈钢的耐腐蚀性能.Gräfen等［13］认为，双相不锈钢的点蚀性能与其铬、锰、氮的质量分数密切相关.Rondelli等［14］提出了如下的抗点蚀当量的公式：图9 1 050℃固溶处理后，Cr22 DSSs的室温拉伸曲线Fig.9 Stress strain curves of Cr22 DSSs at room temperature式中，各元素均表示其质量分数.由式(3)可得Cr22-1#和Cr22-2#双相不锈钢的PREN值分别为22.36和22.59，远高于304奥氏体不锈钢(18.24)，故新型节镍Cr22双相不锈钢的耐点蚀性能优于304奥氏体不锈钢.Cr22-2#试样的腐蚀速率较Cr22-1#试样有一定程度的降低，但二者的抗点蚀当量却十分接近，这可能是由于铜元素的添加降低了铁素体在双相不锈钢中的体积分数所致.双相不锈钢经1 040～1 090℃固溶水淬后，铁素体与奥氏体中铬元素的质量分数比约为1.2∶1［15］，铁素体为富铬相.铁素体的减少使得铬向奥氏体中迁移，故双相不锈钢中优先腐蚀的奥氏体相中的相对铬质量分数提高，即奥氏体相的PREN值增加，进而提高了含铜的新型节镍Cr22双相不锈的耐点蚀性能.4 结论(1)铜在新型节镍型Cr22双相不锈钢中是较强的奥氏体形成元素，可使该系列双相不锈钢中奥氏体的体积分数大幅升高，应适当提高铜在镍当量中的比例系数.节镍型Cr22双相不锈钢在750～1 250℃不同温度点固溶处理30 min后，均没有σ相和其他相析出.(2)新型节镍Cr22双相不锈钢的力学性能优于目前广泛使用的304奥氏体不锈钢，铜元素的添加可以适当提高该系列Cr22双相不锈钢的室温延伸率.(3)Cr22-1#和Cr22-2#试样在FeCl3溶液中的腐蚀速率分别为3.871和2.237g/(m2·h)，均低于304奥氏体不锈钢的腐蚀速率4.965 g/(m2·h);同时，铜元素的添加可降低新型节镍Cr22双相不锈钢在FeCl3溶液中的腐蚀速率.表2 Cr22双相不锈钢和304奥氏体不锈钢在FeCl3溶液中的腐蚀结果Table 2 Corrosion rate of Cr22 DSSs and AISI304 in ferric chloride corrosion test钢号表面积/mm2 原始质量/g 腐蚀后质量/g 腐蚀速率/(g·m-2·h-1) 平均腐蚀速率/(g·m-2·h-1) 1 864.144 12.434 12.231 4.537 Cr22-1# 1 834.312 12.097 11.932 3.748 3.871 1 877.680 12.631 12.481 3.328 1 698.480 11.533 11.435 2.404 Cr22-2# 1 701.580 11.796 11.697 2.424 2.327 1 664.120 11.214 11.128 2.153 1 652.224 12.545 12.323 5.598 304 1 554.000 12.210 12.046 4.397 4.965 1 573.360 12.361 12.176 4.899参考文献：［1］ DENGB，WANGZ Y，JIANGY M，et al.Evaluation of localizedco rrosion in duplex stainless steel aged at 850℃ with critical pitting temperature measurement［J］.Electrochimica Acta，2009，54(10)：2790-2794.［2］吴玖.国内外双相不锈钢的发展［J］.石油化工腐蚀与防护，1996，13(1)：6-8.［3］ BADJIR，BOUABDALLAHM，BACROIXB，et al.Effect of solution treatment t emperature on the precipitation kinetic of σ-phase in 2205 duplex stainless steel welds［J］.Materials Science and Engineering A，2008，496 (1/2)：447-454.［4］ MERELLOR，BOTANAF J，BOTELLAJ，et al.Influence ofchemicalcomposition on the pitting corrosion resistance of non-standard low-Ni high-Mn-N duplex stainless steels［J］.Corrosion Science，2003，45(5)：909-921.［5］ TOORI H，HYUNP J，KWONH S.Development of high Mn-N duplex stainless steel for automobile structural components［J］.Corrosion Science，2008，50(2)：404-410.［6］ 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液（ 用为３５ 常 ． ％Ｎａ Ｉ３ ℃） ， 动 电位或恒 电位 Ｃ 、０ 中 用
２ ２ 临界 点蚀 电位 电化 学测 定法 ． 试 样从较 低温度 开 始试验 ， 肉眼观察 试样 ， 直至
平 行于 轧制方 向 的试 验 面上 出现离 散 的肉 眼可见 的 点 蚀 ， 时 的 试 验 温 度 ， 称 为 临 界 点 蚀 温 度 这 即
化学 浸泡 法是 将试 样浸 泡在含 有一 定浓 度的腐
（ ＴＭＧ４ Ａ） 日本 标 准 （Ｉ Ｇ ５ ８ 也 是 同样 的 ＡＳ ８ 和 ＪＳ ０ ７ ）
溶 液 ， 度 规 定 为 ５ ￣ 具 体 技 术 指 标 见 表 ２所 温 ０ Ｃ，
示‘ 。
表 ２ 三氯化 铁点蚀实验方 法的主要技 术条件 对比
序 号
１ ２ ３
的点蚀 的指 标更 不能适 应 国 内的环境 。 以， 所 依据不 同环 境 的 条 件 ， 括 温 度 、 力 、 质 浓度 和 ｐ 值 包 压 介 Ｈ 等， 进行 其 耐点蚀 性能 指标 的研 究便显 得尤 其重要 。 点腐蚀 是一 种破 坏性 和隐 患较 大 的腐蚀 形态 之
成， 兼有 奥 氏体 和 铁素体 钢 的特征 。 凭借 其优 良的机 械 性 能和 耐腐 蚀性 能 ， 相 不 锈钢 越 来越 多 的 应用 双 在 有点 腐蚀破 裂潜 在危 险 的环境里 ｎ 。 是 ， 但 由于双 相 不锈 钢 在 国 内尤 其是 在 集输 管 线 上使 用 的很 少 ，
一
技条 术件
试 溶 验液 试 温 验度 试 时 验间
Ｇ４４ —４ Ｂ ３７８ ３．
６ＦＩ ０５ Ｏ ￣ｅ３ ．Ｎ Ｃ＋ ０ Ｈ
ＡＭ４７ Ｓ ８ ６ ＴＧ—
６ Ｃ ，ＦＩ ｉｅ３
］ ５ —１ ＩＧ ７ ８ ｓ０ ８
６Ｆ －．ＮＣ 》 ３０５ｔ 《 Ｉ０ ＩＩ －
，
是 石油 化工生 产及 海洋 环境 中经常 遇到 的 问题 。
≥０Ｉ ２ ｍ６ Leabharlann 试 位 佯置水 平
庸率 蚀
愤 斜
腐 率蚀 特 数 蚀 ，孔 征 据
水 平
腐率 蚀
７ 耐蚀能 据 点性
２ 试验方 法
目前 不锈 钢点 蚀试验 的评 定方 法有化 学浸 泡法
和 临界 点蚀 电位 电化学 测定法 两类 。
２ １ 化 学 浸 泡 法 ．
孔 发生 的情况 ， 测量 失重 ， 如 测量 小孔深 度和 表面数
量 以及 测 量 临界 点 蚀 温度 等 ， 以此 来 评 定钢 的 耐点
Ｉ 点蚀 电位 电化 学 测 定法 包 括动 电位 法 、 临界 恒
收稿 日期 ：ｏ ８ ３ ２ ２ ｏ 一ｏ —１
作 者简介 ： 赵晓￣ （ ９ ８ ） 男， ｔ １７ － ， 大学本科 ， 助工 ， 现就职于陕西省天然 气股份 有限公司 ， 从事设备设计 管理工作 。
（ Ｐ 。 料在特 定 的环境 中 ， Ｃ Ｔ） 材 当温度 低于Ｃ Ｔ时 ， Ｐ 不能够 形成稳 定 的点蚀 。当温度 超过 Ｃ Ｔ 时 ， Ｐ 点蚀 开 始 出现 。 一种 材料而 言 ， 临界 点蚀 温度 是和 环 就 其
境密切 相关 的 。
蚀 性 阴离 子 （ 一般 为 Ｃ 一 和 氧化 剂 （ １） 一般 为 Ｆ 。 ） ｃ 的 某 一温 度溶液 中 ， 经一段 时 间试验后 ， 察试 样上蚀 观
现有 的 ＡＳ Ｍ 的标 准 只能 是一个 粗 略 的概况 ， 中 Ｔ 其
蚀 性 。腐蚀溶 液种 类很 多 ， 用 的氧化剂 也 不相 同 ， 采
我 国 标 准 （ Ｂ ３４ ７ 采 用 的 是 ６ Ｆ Ｃ。 － ． Ｇ ４ ３． ） ｅ Ｉ４ ０
０ ＮＨＣ ， ３ ℃或 ５ ￣ 液 ， ４ ５ １在 ５ ０Ｃ溶 ２ ｈ试 验 ； 国标 准 美
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２０ 年第 １ 期 ０８ ５
赵 晓辉 ２ Ｃ ２ ｒ双 相 不锈 钢 点蚀研 究
表３ 平 均 腐 蚀 速 率 的 计 算结 果
５
电位法 、 电流法 和表面 划伤法 等 ， 恒 以动 电位法用 的
较 普遍 “ 。电化学法 是在 含有 一 定浓度 的氯 离子溶
３ １，＋Ｃ ２ ２，ｉ ￣ ３１ｃ５１＂ ５ ＂５ １ ２ ￣５ ２ ５ｒ 。 － Ｃ ｉＣ ０ １ ０ ： ： ０１ － ２ ４ ｈ ７ ２ ｈ ２ ４ ｈ
本文 从 临界 点蚀 温 度 出发 ， 用 模拟 溶 液 高压 釜 浸 采
泡实验 对 ２ Ｃ 双相 不锈 钢点腐 蚀性 能进行 了研 究 。 ２ｒ １ 实验材 料 实验 用材 料选 用 Ａ ｅｔ ｖｓ ａ供应 的 ２ Ｃ 双 相不 锈 ２ｒ 钢 。其化 学成分 如表 １ 示 ： 所
表 ｌ ２Ｃ 双相不锈钢的化学成分 （ ％） ２ｒ ｗｔ
４
试 样 （尺 １寸 ）
（研 ２磨 ）
ｌａ以 ｏｌ 上 ｃ ２号 纸 柏 砂
５ ２ｍ ０５ ￣ｍ ｌ号 纸 ２ 砂 ０
ｌｍ 以 Ｏ￣上 ｃ ３号 纸 ２ 砂 ０
５ 试对 的液 样 应溶量
≥
￣０ ２ｌ ｍ
２Ｃ ２ ｒ双相 不锈 钢 点腐蚀 性 能进 行 了研 究 ， 果表 明 ： 结 点蚀 指标 小 于 １ ０ ｄ的 ２ Ｃ ０ ｍｄ ２ ｒ双相 不锈 钢 管材 具
有优 良的耐 点蚀 性能 。
关键词 ：２ ｒ 相 不锈 钢 ； ２Ｃ 双 点蚀 ； 模拟溶 液 高压釜浸 泡 实验
２Ｃ 双 相 不 锈 钢 由奥 氏体 相和 铁 素 体 相 所组 ２ｒ
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４
内 蒙古 石 油化 工
２０ 年第 １ 期 ０８ ５
２ Ｃ 双 相 不 锈 钢 点 蚀研 究 ２ｒ
赵 晓 辉
（ 西 省天 然气 股 份 有 限公 司 ， 西 西 安 陕 陕 ７０ １ ） １ ０ ６
摘
要： 简单介 绍 了 ２Ｃ ２ ｒ双 相 不锈 钢 点 蚀 的试 验 测 试 方法 ， 并采 用模 拟 溶 液 高压 釜 浸泡 实验 对