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EPR法评价316L不锈钢扩散连接晶间腐蚀

作　者: 夏洪波
导　师: 俞树荣
学　校: 兰州理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: EPR法扩散连接 316L不锈钢晶间腐蚀再活化率
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

作为先进的材料连接技术,扩散连接已广泛应用于航空和核电领域。近年来,扩散连接技术在微化工机械封装中的应用受到广泛关注。奥氏体不锈钢以其优良的耐腐蚀性能和良好的综合力学性能成为制备微型换热器和微型反应器的首选材料。微化工机械系统中由于介质的腐蚀性,加之扩散连接工艺本身的特殊性对奥氏体不锈钢腐蚀性能有一定影响,因此研究奥氏体不锈钢扩散连接试样的腐蚀行为对于扩散连接工艺优化和微化工器件的可靠封装具有工程意义。电化学动电位再活化法(Electrochemical Potentiokinetic Reactivation, EPR)常用于评价奥氏体不锈钢的腐蚀性能,它具有无损、快速和定量等特点,可用于工业现场检验材料的晶间腐蚀敏感性。本文的研究内容与创新成果有以下几个方面：(1)本文采用在相同的敏化温度下对316L不锈钢扩散连接结构与接头,以及316L不锈钢母材进行敏化实验,通过金相观察其碳化物析出情况。试验结果表明：扩散连接试样的晶粒远大于母材的晶粒。母材在敏化温度下保温2小时后试样几乎没有析出物,保温8小时后才有很少的析出物。随着保温时间的增加,即敏化时间的加长,析出物逐渐增多,母材敏化保温至100小时时已产生大量的析出物,且连成网状。扩散连接试样没有碳化物的析出,是因为扩散连接形变处理加工产生的大量孪晶,提高了晶界网络低能晶界的比例,有效阻断大角度晶界贫铬的连续分布,降低了碳化物析出的可能性。(2)采用双环EPR法研究316L不锈钢扩散连接试样在硫酸和连四硫酸钠溶液中的腐蚀敏感性,与相同条件下母材的腐蚀敏感性进行对比,并对金相显微镜下的组织进行研究。试验结果表明：扩散连接试样再活化率值比母材的再活化率值比小,说明扩散连接试样的耐晶间腐蚀的能力更好。(3)用双环电化学动电位再活化法(EPR法)研究316L不锈钢扩散连接结构在H2SO4+Na2S4O6溶液中的晶间腐蚀敏感性。以再活化率Rr为评价指标,对扩散连接结构和母材进行EPR正交试验。分析结果表明：扩散连接工艺处理不会降低316L不锈钢的抗晶间腐蚀能力,反而会使其增高；影响316L不锈钢晶间腐蚀敏感性的因素显著性顺序为回归电位、溶液温度、敏化时间、硫酸的浓度、扫描速度、连四硫酸纳的浓度。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
第一章绪论  13-37
  1.1 选题背景  13-14
  1.2 不锈钢简介  14-18
    1.2.1 不锈钢分类  14-15
    1.2.2 不锈钢常见的腐蚀类型  15-18
  1.3 不锈钢晶间腐蚀的研究现状  18-28
    1.3.1 晶间腐蚀机理  18-21
    1.3.2 影响晶间腐蚀的因素  21
    1.3.3 晶间腐蚀的评价方法  21-28
  1.4 扩散连接工艺概述  28-36
    1.4.1 扩散连接的基本规律  29-31
    1.4.2 扩散的机制  31-32
    1.4.3 影响扩散连接接头质量的主要因素  32-34
    1.4.4 扩散连接的分类  34-36
  1.5 课题研究的意义  36
  1.6 课题研究的内容  36-37
第二章 316L不锈钢扩散连接接头的制备  37-46
  2.1 引言  37
  2.2 扩散连接母材  37
  2.3 真空扩散连接技术的原理  37-38
  2.4 真空扩散工艺流程  38-39
  2.5 真空扩散焊机  39-40
  2.6 扩散连接参数的选择  40-42
  2.7 扩散连接接头性能评价方法  42-43
  2.8 扩散连接的特点  43-44
  2.9 扩散连接技术的应用  44
  2.10 本章小节  44-46
第三章 316L不锈钢敏化对晶间腐蚀的影响  46-57
  3.1 引言  46
  3.2 316L不锈钢性质  46-49
    3.2.1 316L的化学成分  46
    3.2.2 316L力学性能  46
    3.2.3 316L耐腐蚀性能  46-48
    3.2.4 冷、热加工性能  48-49
    3.2.5 焊接性能  49
    3.2.6 热处理工艺  49
    3.2.7 主要用途  49
  3.3 敏化实验  49-54
    3.3.1 实验材料的制备  49
    3.3.2 实验要求  49
    3.3.3 敏化后试样处理  49-50
    3.3.4 金相显微观察  50-54
  3.4 讨论  54-56
    3.4.1 含碳量对析出物的影响  54
    3.4.2 扩散连接工艺对析出物的影响  54-56
  3.5 本章小结  56-57
第四章 EPR法确定316L不锈钢晶间腐蚀影响因素  57-70
  4.1 引言  57
  4.2 EPR法测定316L不锈钢晶间腐蚀敏感性的理论依据  57-59
    4.2.1 EPR法的原理  57-58
    4.2.2 EPR法的应用  58-59
  4.3 EPR实验  59-68
    4.3.1 回归电位的确定  60-64
    4.3.2 双环EPR正交试验  64-68
  4.4 本章小结  68-70
第五章 EPR法评价扩散连接试样与母材的耐蚀性  70-77
  5.1 引言  70
  5.2 实验准备  70
  5.3 实验结果  70-71
  5.4 实验材料  71
  5.5 双环EPR实验  71
  5.6 实验结果  71-73
    5.6.1 EPR实验结果  71-72
    5.6.2 试样显微组织形貌  72-73
  5.7 实验结果分析  73-76
  5.8 本章小结  76-77
总结与展望  77-79
  1、主要结论  77-78
  2、研究展望  78-79
参考文献  79-84
致谢  84-85
附录A 攻读硕士学位期间发表论文  85

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