904L时效对耐腐蚀性的影响

在传统奥氏体不锈钢的使用过程中，往往因为一些苛刻的工作环境,使其耐蚀性能受到极大的挑战。为解决这一问题,许多专家、学者对奥氏体不锈钢进行了深入的研究，特别是通过AOD、VOD冶炼技术的开发，有效地降低了不锈钢中杂质元素的含量,并通过增加耐蚀元素的含量,使奥氏体不锈钢各项性能均得到了极大的提高，由此开发出许多超级奥氏体不锈钢,904L就是超级奥氏体不锈钢典型钢种之-,由于含有较高含量的Cr、Ni、Mo等合金元素,耐蚀性远远优于304、316L奥氏体不锈钢,主要用于制作石油、化工、环保、造纸等行业中长期在苛刻环境下运行的关键设备。

高合金不锈钢会有一些第二相出现,如碳化物、氮化物及金属间相。这些第二相往往会对材料的耐腐蚀性能产生影响。因此,利用电化学方法对904L不同时效下试样腐蚀性能的变化情况进行研究,为企业工业化生产及应用提供-一定的技术参考。实验材料取自工业化生产的厚度为12mm的904L超级奥氏体不锈钢热轧板,其化学成分如表1所示。

图1为904L经750、800,850、900℃处理和时效12 h的极化曲线。由图1可以看出,在不同温度时效12h后的904L存在明显的钝化区，说明样品在钝化区被表面的钝化膜保护而免于发生局部腐蚀;随着电压向阳极持续扫描到某一位置时,腐蚀电流会突然上升并持续增大，说明样品的表面发生了稳态点蚀。由图1还可以发现,不同热处理状态下的试样的自腐蚀电位基本相同，说明在这几种热处理状态下904L耐均匀腐蚀能力基本相近;但是随着时效温度的不断升高，所研究的电极材料的钝化电流密度不断增大，说明随着时效温度的升高材料的腐蚀速率越来越快，而且四条曲线钝化区都不同程度地出现了亚稳态的电流波动,有研究结果表明，其形状和波动的幅度与阳极电压和温度存在对应关系。不锈钢良好的耐蚀性来自其表面钝化膜的稳定性与致密性。

随着时效温度的升高,这种波动越来越明显,说明电极表面的电化学反应越来越不均匀。这是由于当时效温度逐渐接近析出敏感温度时，析出相的出现使得其周围由于出现贫铬而降低了钢的耐腐蚀性能所致。

图2为904L经900℃分别时效3、58、12 h后的极化曲线。由图2可以看出，随着时效时间的延长,材料的点蚀电位逐渐下降,说明样品越容易发生点蚀,而且其钝态电流密度也越大,也就是说,随着时效时间的延长,材料的腐蚀速率也逐渐加快。这是由于随着时效时间的延长,金属中的析出相也越来越多,使得某些区域Cr和 Mo缺失,且这些区域形成的钝化膜较其他区域而言比较薄弱，点蚀易于在这些区域发生。

综合图1和图2，可以看出, 904L发生钝化时，致钝电流密度小,维钝电流密度低,钝化后的电位范围广，因此它容易获得钝化,钝态稳定性高，这与904L含有较高含量的合金元素Cr、Mo有关。这两种合金元素很大程度上提高了钝化膜的稳定性，从而使其耐点蚀性能维持在较高的水平。

904L发生钝化时,致钝电流密度小,维钝电流密度低,钝化后的电位范围广,因此它容易获得钝化,钝态稳定性高,而且它们的点蚀电位基本都维持在1.0 mV左右,这与904L含有较高Cr ,Mo合金元素有关。这两种合金元素很大程度上提高了钝化膜的稳定性,从而使其耐点蚀性能维持在较高的水平。随着时效温度逐渐接近钢的析出敏感温度以及随着时效时间的延长,两种超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能明显下降。