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热处理工艺对510L热轧钢氧化皮结构和腐蚀性能的影响

作　者: 周伟
导　师: 周贤良
学　校: 南昌航空大学
专　业: 材料学
关键词: 510L热轧钢 氧化皮 周浸腐蚀实验 极化曲线 交流阻抗
分类号: TG161
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 78次
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内容摘要


本文以510L热轧钢为基体,通过对氧气浓度、加热温度的控制,经过热处理工艺在其表面制备氧化皮;其次对热处理温度进行控制,对热轧钢原始氧化皮试样进行了一定的后续热处理。并采用XRD、SEM、EDS等手段,讨论了不同热处理工艺对氧化皮的物相组成、表面形貌和截面结构的影响。最后,通过室内干湿周期浸润腐蚀实验和电化学测试（极化曲线、交流阻抗）相结合,对氧化皮试样的耐腐蚀性能进行了测试。通过研究氧浓度对氧化皮的影响得出:氧化皮主要由Fe3O4、少量Fe2O3及Fe组成,随氧浓度提高,氧化皮中Fe2O3的量增加;随氧浓度提高,氧化皮厚度增加,氧浓度低于10%不利于氧化皮的生长使氧化皮较薄,但当氧浓度超过30%,氧浓度对氧化皮生长的影响不大,且氧浓度过高（大于30%）制备的氧化皮内部缺陷增多;通过腐蚀性能测试发现,氧浓度过高（大于30%）使氧化皮缺陷多和氧浓度过低（5%）使氧化皮薄都导致氧化皮耐腐蚀性能较差,20%制备的试样最耐蚀,其次为10%,60%,5%,40%。在500℃-580℃制备氧化皮,随温度的提高,氧化皮厚度增加,在0-24h氧化服从氧化抛物线规律;氧化皮主要由Fe2O3和Fe3O4组成,随温度的提高,Fe2O3的量增加,氧化皮微观孔隙增多。通过腐蚀性能测试发现,氧化皮厚度对氧化皮腐蚀性能起到较大作用,580℃制备的试样最耐蚀,其次分别为560℃、550℃和500℃。510L钢原始氧化皮主要由Fe3O4、少量Fe2O3及Fe组成,沿宽度方向从边缘至内部,Fe2O3的量逐渐减少,中心基本不含有Fe2O3相。同时,510L钢原始氧化皮存在较多结构缺陷,且整个氧化皮有大量的Fe存在。在350℃-550℃对原始氧化皮进行后续热处理,在一定程度上改善了原始氧化皮的结构,特别在550℃进行后续热处理,使得氧化皮表面更加连续,氧化皮内部孔隙和Fe的含量也明显减少。通过腐蚀实验结果发现,随着后续热处理温度的升高,氧化皮试样的耐腐蚀性能提高,550℃后续热处理试样最耐蚀,其次分别为500℃、450℃、400℃和350℃,原始氧化皮试样相对最不耐腐蚀。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 钢铁的氧化  9-15
    1.1.1 铁氧化物种类  9-10
    1.1.2 氧化皮的生长及动力学研究  10-11
    1.1.3 氧化皮影响因素  11-14
    1.1.4 热轧工艺及氧化皮的生长  14
    1.1.5 氧化皮常见缺陷  14-15
  1.2 大气腐蚀研究方法  15-17
    1.2.1 现场暴露实验  15-16
    1.2.2 室内加速实验  16
    1.2.3 腐蚀电化学研究  16-17
  1.3 论文选题目的和意义  17-18
  1.4 论文研究的主要内容  18-19
第2章 实验内容及方法  19-23
  2.1 实验材料  19
  2.2 实验内容  19-23
    2.2.1 氧化皮的制备  19-21
    2.2.2 氧化皮分析测试  21-22
    2.2.3 室内加速腐蚀试验  22
    2.2.4 电化学测试  22-23
第3章 氧浓度对氧化皮结构及耐蚀性的影响  23-36
  3.1 氧浓度对氧化增重的影响  23-24
  3.2 氧浓度对氧化皮表面形貌的影响  24-25
  3.3 氧浓度对氧化皮结构的影响  25-29
  3.4 氧浓度对氧化皮耐蚀性的影响  29-35
    3.4.1 室内干湿周期浸润腐蚀试验  29-31
    3.4.2 电化学测试  31-35
  3.5 小结  35-36
第4章 热处理温度对氧化皮结构及耐蚀性的影响  36-48
  4.1 温度对氧化增重的影响  36-37
  4.2 温度对氧化皮表面形貌的影响  37-39
  4.3 温度对氧化皮结构的影响  39-41
  4.4 温度对氧化皮耐腐蚀性能影响  41-47
    4.4.1 室内干湿周期浸润腐蚀试验  41-44
    4.4.2 电化学测试  44-47
  4.5 小结  47-48
第5章 热处理温度对原始氧化皮结构及耐蚀性的影响  48-64
  5.1 原始氧化皮分析  48-52
    5.1.1 原始氧化皮表面形貌  48-50
    5.1.2 原始氧化皮截面结构及物相组成  50-52
  5.2 原始氧化皮的后续热处理  52-57
    5.2.1 表面形貌  52-54
    5.2.2 氧化皮截面结构  54-57
  5.3 后续热处理对氧化皮耐腐蚀性影响  57-62
    5.3.1 室内干湿周期浸润腐蚀试验  57-60
    5.3.2 电化学测试  60-62
  5.4 小结  62-64
结论  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68-69
致谢  69-70

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 钢的热处理
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