铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能研究(含论文格式讲解)
铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能研究
胡方坚,伍玉琴,钟祥玉,王大亮,李谋成,沈嘉年
摘要:分别采用Cu2CuSO4-16% H2 SO4 沸腾试验和电化学再活化方法研究了八种400系列铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能. 结果表明: C含量及稳定化元素是影响铁素体不锈钢晶间腐蚀性能的关键因素;电化学测量方法评价铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能时易受晶粒再活化的影响,可结合电镜观察表面提高测量的准确性。
关键词:晶间腐蚀,铁素体不锈钢,电化学再活化试验
（摘要：简单概括研究成果、科技成果、结论等信息）
（关键词：可以使核心专业名词，如晶间腐蚀、实验方法名称，如电化学再活化试验、研究内容所归属的类别，如铁素体不锈钢）
铁素体不锈钢通常是指含Cr量在12%～30%的铁基合金,这类钢与Cr2Ni奥氏体不锈钢相比,不仅节省了Ni,价格低廉,而且抗应力腐蚀开裂性能好,但是,其耐蚀性能等却较差,应用受到限制. 通过在铁素体不锈钢中加入少量的合金元素提高耐蚀性、运用各种精炼技术降低C、N的含量,可以获得耐蚀性好而廉价的铁素体不锈钢, 使其用途不断扩大[ 1 ]. 本文研究了几种铁素体不锈钢的耐晶间腐蚀性能,为其使用及进一步开发新产品奠定基础。
（正文另起一页，先简单概述一下研究的是什么，有什么用，目前现状和发展前景）
1 实验方法
409 L等八种铁素体不锈钢的化学组成见表1。409 L和430为工业化产品试样,其余为研制钢种,根据各钢种特点在不同温度下保温热处理10分钟后空冷获得所需试样. 试验前试样经120#砂纸湿磨、丙酮和蒸馏水清洗,热风吹干.分别采
Cu2CuSO4216% H2 SO4 沸腾- 弯曲试验方法(ASTM A 763) [ 2 ]和电化学再活化率方法评定各材料的耐晶间腐蚀性能. 沸腾试验时间为24小时. 电化学测量参照日本标准J IS 0580286进行,试验溶液为015 mol/L H2 SO4 + 0101mol/L KSCN,溶液温度为30℃,扫描速度为100 mV /min,扫描反向电位经预试验确定为015 V ( SCE) ,以保证所有试验材料在正向扫描时均进入钝化状态。
（实验方法的叙述）
2 结果与讨论
2.1 沸腾腐蚀试验
八种不锈钢经沸腾试验后,进行弯曲测试. 430在弯曲时发生断裂,在断口附近有很多小裂纹,如图1 ( a)所示,未经沸腾浸泡的试样也发生了断裂,但断口附近无肉眼可见的裂纹. 434试样弯曲后形成很多肉眼可见的裂纹,如图1 ( b)
所示,而未经沸腾浸泡的试样弯曲后无裂纹. 其余六种不锈钢试样弯曲后在10倍放大镜下未观察到裂纹. 这些结果表明430和434发生了明显的晶间腐蚀,而其余六种不锈钢未发生晶间腐蚀。
2.2 电化学测量
测量时将试样浸置于介质中,经5分钟后从自腐蚀电位开始阳极极化,当电位达到015 VSCE时立即逆向反扫描,以出现再活化后阳极电流为零的电位作为结束试验的终点. 图2给出了八种不锈钢的测试结果. 444在逆扫时未出现活化现象, 436的逆扫活化峰很小, 局部放大可得知其值约为0133 mA / cm2 ,其余六种钢均出现了明显的逆扫活化现象. 此外,正扫曲线多处出现电流跃迁,这可能是不锈钢表面的局部电极过程引起的.从极化曲线图中获得对应于正向扫描下活化态的最大电流密度Ia和逆向扫描下再活化的最大电流密度Ir. 据下式计算再活化率: Ra = ( Ir / Ia ) ×100 (% )
再活化率越高,晶间腐蚀敏感性越大. 表2列出了八种不锈钢的最大电流密度Ia、Ir以及再活化率Ra. 应注意的是:再活化率与晶间腐蚀敏感性之间的对应关系因钢种而异;该法主要用于奥氏体不锈钢的晶间腐蚀评定。本研究将其探索
性地应用于评价铁素体不锈钢的晶间腐蚀性能. 从表中Ra数据可知: 444完全没
有晶间腐蚀敏感性,其余七种不锈钢均具有不同程度的晶间腐蚀敏感性。
电化学测量后取出试样进行扫描电镜分析,结果如图3所示. 444和436表面仍可
见打磨痕迹、晶界区均无腐蚀沟;439和441的晶界区并未形成明显的腐蚀沟、表面有很多方形蚀坑; 430 和434 表面均出现了较深的腐蚀沟; 409L 和409NT的晶粒和晶界区均发生了明显的腐蚀,晶界未呈现沟状腐蚀特征. 结合电化学和电镜观察结果可知, 430和434晶间腐蚀敏感性较大、具有明显的晶间腐蚀倾向; 436和444没有晶间腐蚀倾向; 409L、409NT、439和441的Ra 值虽也较大,但电镜观察结果表明这些钢并未发生明显的晶间腐蚀。
（实验过程的叙述及实验现象的描述，简单实验规律的总结）
2.3 讨论
电化学测量表明: 436和444的Ra 值分别约为016和0,两种钢的敏化程度极低、没有晶间腐蚀倾向,而沸腾- 弯曲试验也得到相同结果,这说明两种测试方法对完全未敏化的试样能够作出较为一致的判定,从这点看实际生产中采用电化学方法快速测评不锈钢的完全无敏化工艺是可行的。
409L、409NT、439和441的Ra 值虽较大,但Ra 值测定后的电镜观察和沸腾- 弯曲试验均未发现这些不锈钢发生了明显的晶间腐蚀,产生这种差异的原因主要在于这些铁素体不锈钢在测定介质中的钝化性能较差,动电位逆向扫描时晶粒和晶界均能发生再活化,导致循环极化时出现明显的逆扫电流峰. 此外,在敏化程
度较低时,沸腾- 弯曲试验也难以观测到裂纹,但Ra 值却能体现出这种敏化状态. 当然,两种方法对409L等四种材料评定结果的不一致以及正向扫描过程中的电流跃迁现象,都表明电化学测量方法在铁素体不锈钢的晶间腐蚀研究方面仍存在不足,电化学测量后的表面电镜观察是必要的.
从不锈钢的化学组成可知, 430和434的C含量均明显较高,这是导致这些钢
耐晶间腐蚀性能差的主要原因. 与前面两种钢相比: 436、444、439和441中Cr
含量的较高、C含量较低及含有稳定化元素Nb /Ti,耐晶间腐蚀性能明显较高; 409L和409NT的Cr含量较低,但C含量也较低、且含有约013的Nb /Ti,耐晶间腐蚀性能也较高. 这些结果表明C含量及稳定化元素的作用是影响铁素体不锈钢的耐晶间腐蚀性能的关键因素. 此外,虽然439与436均未发生晶间腐蚀,但二者的Ra 值相差较大,图3中439表面也出现了大量方形溶解区,从化学组成来看,这主要由Mo元素对不锈钢耐蚀性的增强作用所引起的。
（实验现象的分析，如原因，用课本中的理论解释；实验现象的总结，概括等）3 结论
1、铁素体不锈钢430和434耐晶间腐蚀的性能差,而其余六种不锈钢耐晶间腐蚀的性能较好;
2、C含量及稳定化元素对铁素体不锈钢耐晶间腐蚀性能的影响显著;
3、电化学测量方法能够检测出完全未敏化的铁素体不锈钢,可用于研究无敏化生产工艺。
（由分析结果总结出实验结论，实验目的的答案）
致谢（另起一页，对实验中帮助的人表达感谢）
参考文献:
[ 1 ]陆世英,张廷凯,杨长强,等. 不锈钢[M ]. 北京:原子能出版社, 1995. 78. [ 2 ]AnnualBookofASTMStandards[M ]. Vol 01. 03,West Consho2hocken,ASTM International. 1999. 414.
[ 3 ]CihalV, Stefec R. On the development of the electrochemical po2 tentiokinetic method[ J ]. ElectrochimicaActa, 2001 (46) : 3867.
（另起一页，列出参考书籍、论文、期刊等）
不锈钢晶间腐蚀问题
不锈钢晶间腐蚀问题 晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。这种腐蚀是在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。 许多金属（合金）都具有晶间腐蚀倾向。其中不锈钢、铝合金及含钼的镍基合金晶间腐蚀较为突出。如有应力存在，由晶间腐蚀转变为沿晶应力腐蚀破坏。贫化理论认为，晶间腐蚀是由于晶界析出新相，造成晶界附近某一成分的贫乏化。如奥氏体不锈钢回火过程中（400-800℃）过饱和碳部分或全部以Cr23C6 形式在晶界析出，造成碳化物附近的碳与铬的浓度急剧下降，在晶界上形成贫铬区，贫铬区作为阳极而遭受腐蚀。对于低碳和超低碳不锈钢来说，不存在碳化物在晶界析出引起贫铬的条件。但一些实验表明，低碳，甚至超低碳不锈钢，特别是高铬、钼钢，在650-850℃受热时，在强氧化介质中，或其电位处于过钝化区时，也发生晶间腐蚀。铁素体不锈钢在900℃以上高温区快冷（淬火或空冷）易产生晶间腐蚀。即使极低碳、氮含量的超纯铁素体不锈钢也难免产生晶间腐蚀。但在700-800℃重新加热可消除晶间腐蚀。由此可见，铁素体不锈钢焊后在焊缝金属和熔合线处易产生晶间腐蚀。18Cr-9Ni 钢在温度高于750℃时，不产生晶间腐蚀，而在600-700℃区间，晶间腐蚀倾向最严重。当温度低于600℃时，需长时间才能产生晶间腐蚀倾向，温度低于450℃时基本不产生晶间腐蚀倾向。 检验某种钢材是否有晶间腐蚀倾向，一般采用敏化处理工艺。钢材加热到晶间腐蚀最敏感的，恒温处理一定时间，这种处理工艺称为敏化处理，产生晶间腐蚀最敏感的温度叫敏化温度。18-8 不锈钢最敏感温度为650-700℃，产生晶间腐蚀倾向所需要的最短时间为1-2小时。 不锈钢中，除了主要成分Cr、Ni、C 外，还含有Mo、Ti、Nb 等合金元素。它们晶间腐蚀的作用如下：1．碳：奥氏体不锈钢中碳量越高，晶间腐蚀倾向越严重，导致晶间腐蚀碳的临界浓度为0.02%（质量分数）。 2．铬：能提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。当铬含量较高时，允许增加钢中含碳量。例如，当不锈钢中铬的质量分数从18%提高到22%时，碳的质量分数允许从0.02%增加到0.06%。 3．镍：增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。可能与镍降低碳在奥氏体钢中的溶解度有关。 4．钛、铌：都是强碳化物生成元素，高温时能形成稳定的碳化物TiC 及NbC，减少了碳的回火析出，从而防止了铬的贫化。 防止晶间腐蚀的措施：（1）降低含碳量。当钢中碳的质量分数在0.03%以下时，即使在700℃较长时间回火也不会产生晶间腐蚀。（2）加入固定碳的合金元素。对含Ti、Nb 元素的18-8不锈钢，在高温下使用时，要经过稳定化处理。即在常规的固溶处理后，还要在850-900℃保温1-4 小时，然后空冷至室温，以充分生成TiC 及NbC。（3）固溶处理。固溶处理能使碳化物不析出或少析出。但对含Ti、Nb 的不锈钢还要进行稳定化处理。（4）采用双相钢。采用铁素体和奥氏体双相钢有利于抗晶间腐蚀。由于铁素体在钢中大多沿奥氏体晶界分布，含铬量又较高，因此，在敏化温度受热时，不产生晶间腐蚀。
气体腐蚀试验
气体腐蚀试验 项目介绍 本试验用于确定产品在大气环境下工作、储存的适应性，特别是接触件与连接件。影响腐蚀的主要因素有温湿度、大气腐蚀性成分等。试验的严苛程度取决于腐蚀性气体的种类和曝露持续时间。 气体腐蚀试验利用二氧化硫，二氧化氮，氯气，硫化氢等几种气体，在一定的温度和相对的湿度的环境下对材料或产品进行加速腐蚀，重现材料或产品在一定时间范围内所遭受的破坏程度。以及相似防护层的工艺质量比较，用于确定零部件、电子元件、金属材料、电工，电子等产品的防护层以及工业产品的在混合气体中的腐蚀能力。 参照标准 本试验按照我国颁布国家标准GB/T2423.51-2000电工电子产品（试验Ke）流动混合气体腐蚀试验方法 GB/9789-88《金属和其他非有机覆盖层通常凝露下的二氧化硫腐蚀试验》、国际标准ISO6988制作； 德国标准DIN 50018—《饱和环境下的二氧化硫腐蚀试验》 GB2423.19-81电工电子产品（试验C）接触点和连接件二氧化硫的试验方法 GB2423.20-81电工电子产品（试验D）接触点和连接件硫化氢的试验方法 GB2423.33-89电工电子产品（试验Kca）高浓度二氧化硫试验方法 以及国际上目前在使用的有关二氧化硫、硫化氢气体腐蚀的其他标准。 一通检测实验室试验标准 外形尺寸
680×1000×1050 850×1420×1120 1000×1650×1320 1150×1900×1370 温度范围 10℃～40℃ 均匀度±0.5℃/±2℃湿度范围 93%～98% R.H 浓度范围25±5ppm 气体浓度 0.1～1%(体积百分比) 湿度偏差 +2% -3% R.H
晶间腐蚀方法
6.4不锈钢局部腐蚀（晶间腐蚀、点蚀）试验结果与对比 6.4.1不锈钢晶间腐蚀试验方法 1）沸腾硝酸法（E法，用于304、410S、430、409L） 目的：检测304（敏化后）和410S、430、409L(热轧态)的耐晶间腐蚀性能；实验条件：试样在65%硝酸溶液中微沸48h（304）或24h（其他）； 试样情况：试样表面抛光，并用乙醇清洗； 检测：测量失重；腐蚀后的特征形貌； 标准：GB 4334.3 2）硫酸-硫酸铜法（用于奥氏体不锈钢304） 目的：检测304（敏化后）的耐晶间腐蚀性能； 实验条件：试样在CuSO4+H2SO4+铜屑的微沸溶剂中24h（对于≤18%C r的不锈钢）； 试样情况：试样表面抛光，并用乙醇清洗； 检测：测量失重；腐蚀后的金相特征； 溶剂配方：100g CuSO4+100ml H2SO4加蒸馏水稀释至1000ml。 标准：GB 4334.2 注1：304不锈钢为热轧后再经650℃、2h处理的敏化态，铁素体不锈钢为热轧态。 注2：以上二法对304都适用；对铁素体不锈钢，试验表明：410、430、409L 在硫酸-硫酸铜 溶液中试样表面发生较严重的镀铜现象，故仅采用沸腾硝酸法。因此， 为了便于304与其它3种铁素体不锈钢进行耐晶间腐蚀性能的对比分 析，以下以沸腾硝酸法为主，此外还要与晶间腐蚀的电化学试验、分 析相结合（参6.7）。
图0-1 晶间腐蚀试验装置图0-2 点蚀试验装置（恒温水浴锅）6.7 不锈钢局部腐蚀的电化学分析与对比 6.7.1不锈钢晶间腐蚀电化学试验方法 主要目的：对不锈钢耐晶间腐蚀的电化学性能的测定和对比分析，与浸泡试验结果相辅相成。 测试项目：用动电位再活化法测得晶间腐蚀的电化学曲线，可得阳极化环和再活化环的最大电流Ia和Ir，并以其比值Ir/Ia作为耐晶间腐蚀性能的度量。 试样状态：304---650o C 2h、空冷； 430、410、409L---热轧态；均经机械抛光。 所用仪器：CHI600C电化学分析仪 标准：JIS G0580-1986，ASTM G108，GB/T 15260-1994 晶间腐蚀电化学测定方法: 采用电化学动电位再活化法(EPR)：以0.5mol/L的H2SO4为腐蚀介质（30o C），采用双环EPR法，以6V/h的扫描速度从腐蚀电位[约-400mv（SCE）] 极化到+300mv（SCE），一旦达到这个电位则扫描方向反转，以相同速度降低到腐蚀电位。分别测定阳极化环和 再活化环的最大电流Ia和Ir(如图2，单位为A)，Ir：Ia比值越小越耐晶间腐蚀。
不锈钢的种类及其焊接方法注意事项
不锈钢的种类及其焊接方法注意事项 不锈钢种类按金相组织可分为： 铁素体不锈钢(400系)，为铬不锈钢，主要代表有Gr13,G17,Gr27-30 奥氏体不锈钢(300系)，铬镍不锈钢，主要代表有304,316,321等 马氏体不锈钢(200系)，铬锰不锈钢，碳含量高，主要代表有1Gr13等 321，(1Cr18Ni9Ti)又称18-8 304，(0Cr18Ni9) 304L,(00Cr19Ni10) 316,(0Cr17Ni12Mo2) 316L,(00Cr17Ni14Mo2) 201 () 不锈钢201与304区别 不锈钢201与304的区别 1、规格：常用的不锈钢板材分为201和304两种型号，实际是是成分不同，304质量好一些，但价格贵，201差一些。304为进口不锈钢板,201为国产不锈钢板。 2、201组成为，是节Ni钢种，301钢的替代钢。经冷加工后具有磁性，用于铁路车辆。 3、304组成为18Cr-9Ni，是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。用于食品生产设备、昔通化工设备、核能等。 4、201是含锰较高，表面很亮带有暗黑的亮，含锰较高容易生锈。304含铬较多,表面呈现哑光，不生锈.两种放在一起就有比较了。最重要的就是耐腐蚀性能不同,201的耐腐蚀性能很差，所以价格就要便宜很多?又因为201含镍低，所以价格比304的低，于是耐腐蚀性能就不如304的了。 5、201与304之间的区别就是含镍的问题。而且304的价格现在都比较贵，一般都要接近50000 一吨，但304的话起码可以保证在使用过程中不会生锈。(可用药水做实验) 6、不锈钢不易生锈是因为在钢体表面形成富铬氧化物可保护钢体,201料属于高锰不锈钢较304硬度大高碳低镍. 7、成分不同(主要从含碳，含锰，含镍，含铬几方面来区分201与304的不锈钢)钢号碳(C)硅(Si)锰(Mn)磷(P)硫(S)铬(Cr)镍(Ni)钼杆(Mo)铜(Cu)AISI(304) <<<<< (201) ww 以上是摘抄的，说到耐疲劳，201硬度较大，韧性不如304,还是304的耐疲劳度好些。不锈钢标号分类 一、奥氏体型不锈钢（201、202、301、304、309、309S、310、310S、316、316L、
硫化氢腐蚀的机理及影响因素..
硫化氢腐蚀的机理及影响因素 作者：安全管理网来源：安全管理网 1. H2S腐蚀机理 自20世纪50年代以来，含有H2S气体的油气田中，钢在H2S介质中的腐蚀破坏现象即被看成开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。虽然现已普遍承认H2S不仅对钢材具有很强的腐蚀性，而且H2S本身还是一种很强的渗氢介质，H2S腐蚀破裂是由氢引起的；但是，关于H2S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。 因此，在开发含H2S酸性油气田过程中，为了防止H2S腐蚀，了解H2S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1) 硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约3580mg/L。 1
在油气工业中，含H2S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。其中包括Armstrong和Henderson对电极反应分两步进行的理论描述；Keddamt等提出的H2S04中铁溶解的反应模型；Bai和Conway对一种产物到另一种产物进行的还原反应机理进行了系统的研究。研究表明，阳极反应是铁作为离子铁进入溶液的，而阴极反应，特别是无氧环境中的阴极反应是源于H2S中的H+的还原反应。总的腐蚀速率随着pH的降低而增加，这归于金属表面硫化铁活性的不同而产生。Sardisco，Wright和Greco研究了30℃时H2S-C02-H20系统中碳钢的腐蚀，结果表明，在H2S分压低于0.1Pa时，金属表面会形成包括FeS2，FeS，Fe1-X S在内的具有保护性的硫化物膜。然而，当H2S分压介于0.1～4Pa时，会形成以Fe1-X S为主的包括FeS，FeS2在内的非保护性膜。此时，腐蚀速率随H2S浓度的增加而迅速增长，同时腐蚀速率也表现出随pH降低而上升的趋势。Sardisco和Pitts发现，在pH处于6.5～8.8时，表面只形成了非保护性的Fe1-X S；当pH处于4～6.3时，观察到有FeS2，FeS，Fe1-X S形成。而FeS保护膜形成之前，首先是形成Fe S1-X；因此，即使在低H2S浓度下，当pH在3～5时，在铁刚浸入溶液的初期，H2S也只起加速腐蚀的作用，而非抑制作用。只有在电极浸入溶液足够长的时间后，随着FeS1-X逐渐转变为FeS2和FeS，抑制腐蚀的效果才表现出来。根据Hausler等人的研究结果，尽管界面反应的重 2
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硫化氢腐蚀的机理及影响因素 (新编版) Safety management refers to ensuring the smooth and effective progress of social and economic activities and production on the premise of ensuring social and personal safety. ( 安全管理) 单位：_______________________ 部门：_______________________ 日期：_______________________ 本文档文字可以自由修改
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S促进渗氢过程的机制，氢在钢中存在的状态、运行过程以及氢脆本质等至今看法仍不统一。关于这方面的文献资料虽然不少，但以假说推论占多，而真正的试验依据却仍显不足。 因此，在开发含H2 S酸性油气田过程中，为了防止H2 S腐蚀，了解H2 S腐蚀的基本机理是非常必要的。 (1)硫化氢电化学腐蚀过程 硫化氢(H2 S)的相对分子质量为34.08，密度为1.539kg/m3 。硫化氢在水中的溶解度随着温度升高而降低。在 760mmHg，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约 3580mg/L。 在油气工业中，含H2 S溶液中钢材的各种腐蚀(包括硫化氢腐蚀、应力腐蚀开裂、氢致开裂)已引起了足够重视，并展开了众多的研究。其中包括
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1Cr13淬火：1000℃ ～1050℃， 组织为马氏体＋少量δ铁素体， 再650回火：为回火索氏体＋铁素体 三、 奥氏体不锈钢 成分：含Cr ：16～25%，含Ni ：7～20%，基本成分18%Cr ，8%Ni 。 常用牌号：304（18Cr-8Ni ）、321 （18Cr-9Ni-Ti ） 、347 （18Cr-9Ni-Nb ） 316（18Cr-12Ni-2.5Mo ）等 特点：不能热处理强化；无磁性，具有优异的的耐腐蚀性；有良好的冷热成型性和焊接性能；切削加工较困难。 固溶处理：1050～1100℃， 组织：奥氏体+少量铁素体（过热：晶粒长大，δ铁素体形成）。 敏化：500～850℃，组织：晶界析出 M23C6 晶界贫铬 稳定化： 850～900℃，组织：A+MC （TiC 、NbC ）抑制晶间腐蚀 消除应力：低温处理：300~350℃，高温处理800℃以上； 消除σ相：通过820℃以上的加热或固溶处理消除 。 1000℃～1100 ℃固溶：奥氏体单一组织 奥氏体＋少量铁素体
硫化氢腐蚀
硫化氢（H2S）的特性及来源 1.硫化氢的特性 硫化氢的分子量为34.08，密度为1.539mg/m3。而且是一种无色、有臭鸡蛋味的、易燃、易爆、有毒和腐蚀性的酸性气体。 H2S在水中的溶解度很大，水溶液具有弱酸性，如在1大气压下，30℃水溶液中H2S饱和浓度大约是300mg/L，溶液的pH值约是4。 H2S不仅对人体的健康和生命安全有很大的危害性，而且它对钢材也具有强烈的腐蚀性，对石油、石化工业装备的安全运转存在很大的潜在危险。 2.石油工业中的来源 油气中硫化氢的来源除了来自地层以外，滋长的硫酸盐还原菌转化地层中和化学添加剂中的硫酸盐时，也会释放出硫化氢。。 3.石化工业中的来源 石油加工过程中的硫化氢主要来源于含硫原油中的有机硫化物如硫醇和硫醚等，这些有机硫化物在原油加工过程进行中受热会转化分解出相应的硫化氢。 干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性。 硫化氢腐蚀机理 1.湿硫化氢环境的定义 (1)国际上湿硫化氢环境的定义 美国腐蚀工程师协会（NACE）的MR0175-97“油田设备抗硫化物应力开裂金属材料”标准: ⑴ 酸性气体系统：气体总压≥0.4MPa，并且H2S分压≥ 0.0003MPa； ⑵ 酸性多相系统：当处理的原油中有两相或三相介质（油、水、气）时，条件可放宽为：气相总压≥1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa；当气相压力≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa；或气相H2S含量超过15%。(2)国内湿硫化氢环境的定义 “在同时存在水和硫化氢的环境中，当硫化氢分压大于或等于0.00035 MPa时，或在同时存在水和硫化氢的液化石油气中，当液相的硫化氢含量大于或等于10×10-6时，则称为湿硫化氢环境”。 (3)硫化氢的电离 在湿硫化氢环境中，硫化氢会发生电离，使水具有酸性，硫化氢在水中的离解反应式为：
晶间腐蚀性能弯曲评价影响实证探讨
晶间腐蚀性能弯曲评价影响实证探讨 引言 目前在国内不锈钢晶间腐蚀敏感性的评价过程中采用最为广泛的是硫酸-硫酸铜-铜屑沸腾溶液浸泡法，对应的标准为GB4334-2008E《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》。 在GB 4334-2008 E法中，通常是用直径为5mm的压头将腐蚀后的试样弯曲到180°后观察是否产生裂纹来判定材料对晶间腐蚀的敏感性。用这一弯曲方法评定材料的晶间腐蚀的倾向性，实际是用适量的变形来加速晶间腐蚀裂纹的暴露，使晶间腐蚀微裂纹扩大，以弯曲后拉伸面是否有宏观裂纹来判定试样是否产生了晶间腐蚀。这一方法可行的前提是弯曲拉伸面的变形量不超过试样允许的不发生塑性开裂的变形量。实际上，在试样弯曲拉伸面上出现裂纹不一定能代表其有晶间腐蚀倾向，当弯曲变形量超过了塑性开裂的极限，也可能引起开裂。不同材料的塑性开裂极限是不同的，在既定的标准下，很难保证所有的材料在弯曲过程中拉伸面的塑性变形都不超过材料本身允许的塑性开裂变形量。因此在实际的检验过程中，对于不同的材料评价标准的准确性和可靠性需要考虑。尤其是对于塑性较差的焊接接头材料, 按标准用直径为5mm的压头将试样弯曲到180°时, 即使没有晶间腐蚀裂纹，也可能发生开裂[引用文献]。为此，需要研究材料力学性能（强度，塑性及断裂阻力等）对于晶间腐蚀评价方法的影响。由于核电焊接接头材料在高温高压水环境中容易发生由晶间腐蚀引起的应力腐蚀开裂, 对核电设备的安全可靠性产生很大影响。因此，对GB 4334-2008 E法对核电焊接接头材料的适用性尤其需要进行研究。本章用ABAQUS软件通过三维有限元对晶间腐蚀性能评价方法中的弯曲试验进行了模拟计算，研究不同材料力学性能对于晶间腐蚀评价方法的影响，讨论了GB 4334-2008 E法标准对核电焊接接头材料试样的适用性，为研究核级焊材晶间腐蚀性能评价方法奠定基础，对开展核级焊接材料的国产化研究工作，并掌握核级焊接材料焊接腐蚀性能评价技术具有重要意义。 1.1有限元模型及分析方法 为了探究晶间腐蚀裂纹弯曲评价方法的影响因素，模拟计算了三点弯曲试验过程，分析弯曲试样的应变分布和起裂以及裂纹的扩展情况。 1.1.1 模型结构和尺寸 1
硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因
硫化氢和含硫气体腐蚀金属的原因 干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用,H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性. 1. 湿硫化氢环境的定义 (1)国际上湿硫化氢环境的定义 美国腐蚀工程师协会(NACE)的MR0175-97"油田设备抗硫化物应力开裂金属材料"标准: ⑴酸性气体系统:气体总压≥0.4MPa,并且H2S分压≥0.0003MPa; ⑵酸性多相系统:当处理的原油中有两相或三相介质(油,水,气)时,条件可放宽为:气相总压≥ 1.8MPa且H2S分压≥0.0003MPa;当气相压力≤1.8MPa且H2S分压≥0.07MPa;或气相H2S 含量超过15%. 四,硫化氢腐蚀机理 (2)国内湿硫化氢环境的定义 "在同时存在水和硫化氢的环境中,当硫化氢分压大于或等于0.00035 MPa时,或在同时存在水和硫化氢的液化石油气中,当液相的硫化氢含量大于或等于10×10-6时,则称为湿硫化氢环境". (3) 硫化氢的电离 在湿硫化氢环境中,硫化氢会发生电离,使 水具有酸性,硫化氢在水中的离解反应式为: H2S = H+ + HS- (1) HS- = H+ + S2- (2) 2.硫化氢电化学腐蚀过程 阳极: Fe - 2e →Fe2+ 阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑ ↓ [H]→钢中扩散 其中:Had - 钢表面吸附的氢原子 [H] - 钢中的扩散氢 阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓ 注:钢材受到硫化氢腐蚀以后阳极的最终产物就是硫化亚铁,该产物通常是一种有缺陷的结构,它与钢铁表面的粘结力差,易脱落,易氧化,且电位较正,因而作为阴极与钢铁基体构成一个活性的微电池,对钢基体继续进行腐蚀. 硫化氢电化学腐蚀过程 阳极: Fe - 2e →Fe2+ 阴极: 2H+ + 2e →Had + Had →2H →H2↑ ↓ [H]→钢中扩散 其中:Had - 钢表面吸附的氢原子 [H] - 钢中的扩散氢 阳极反应产物: Fe2+ + S2- →FeS ↓ 五,硫化氢引起氢损伤的腐蚀类型 反应产物氢一般认为有两种去向,一是氢原子之间有较大的亲和力,易相互结合形成氢分子排出;另一个去向就是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢[H]而渗入钢的内部并溶入晶格中,溶于晶格中的氢有很强的游离性,在一定条件下将导致材料的脆化(氢脆)和氢损伤.. 1. 氢压理论:与形成氢致鼓泡原因一样,在夹杂物,晶界等处形成的氢气团可产生一个很大的
抗硫化氢腐蚀用钢板技术条件
Q345R(HIC)/Q345R(R-HIC)抗硫化氢腐蚀用钢板技术条件 1适用范围 本技术条件适用于厚度8mm-130mm的在酸性环境下使用的Q345R(HIC)和Q345R(R-HIC)钢板,加做SSCC检验项目的抗硫化氢腐蚀钢板牌号用Q345R(R-HIC)表示. 2尺寸、外形、重量及允许偏差 2.1 尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T709 的规定. 2.2 厚度偏差按GB/T709的B类或C类执行,在注明. 2.3 钢板按理论重量,理论计重采用的厚度为钢板允许的最大厚度和最小厚度的算术平均值. 钢的密度为7.85g/cm3. 3技术要求 3.1化学成分 Q345R(HIC)/Q345R(R-HIC)抗硫化氢腐蚀用钢板技术条件 钢的化学成分应符合下表规定. 牌号 C Si Mn P S Ca O CE 熔炼分析≤ 0.20 0.20-0.55 1.20-1.36 ≤ 0.015 ≤ 0.003 0.0015-0.0030 ≤ 0.004 ≤0.45 成品分析0.20-0.60 ≤ 0.004 注(1)Ca值仅供参考,不作验收条件,Ca、O含量可用成品分析值代替熔炼分析值； (2)碳当量（CE）计算公式如下：CE=C Mn/6 (Cu Ni)/15 (Cr Mo V)/5 (3)S含量的目标值为0.002% (4)为了改善钢板性能,可添加部分微合金元素. 3.2冶炼方法 采用电炉炉外精炼方式冶炼,冶炼过程进行Ca处理,并应为本质细晶粒钢,≤80mm钢板其实际晶粒度为VI级或VI级以上;>80mm钢板其实际晶粒度为V级或V级以上. 3.3交货状态:正火. 3.4试样状态:所有钢板应对其检验用试样进行模拟焊后热处理,模拟焊后热处理温度:610-635℃,保温时间:4-12小时,具体模拟焊后热处理制度再注明. 3.5力学性能 Q345R(HIC)/Q345R(R-HIC)抗硫化氢腐蚀用钢板技术条件 钢板试样模拟焊后热处理状态的力学性能应符合下表规定: 厚度(mm) ReL MPa Rm MPa A% 180°弯曲 试验b=2a 厚度方向性能ψZ(%) 8-16 ≥345 510-640 平均值单个值>16-36 ≥325 500-630 ≥21 d=2a ≥35 ≥25 >36-60 ≥315 490-620 d=3a >60-100 ≥305 490-620 ≥20 >100-130 ≥285 480-610 注:冲击要求可另行协商 Q345R(HIC)/Q345R(R-HIC)抗硫化氢腐蚀用钢板技术条件 3.5.2布氏硬度:钢板应逐轧制张进行超声波探伤检查,布氏硬度值≤200HB 3.6超声波检验:钢板应逐张进行超声波探伤检查,探伤标准级别再注明. 3.7每批钢板的检验项目、取样数量、取样方法及试验方法应符合下表规定： 检验项目取样数量（个）取样方法试验方法 化学分析熔炼分析1（每炉）GB/T20066 GB/T223
晶间腐蚀的定义
晶间腐蚀 英文名称：intergranular corrosion;intercrystalline corrosion 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。 产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。数据表明，铬沿晶界扩散的活化能力162～252KJ/mol，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的敏化及预防措施 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳
304不锈钢的腐蚀
304不锈钢的腐蚀 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌号），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用
硫化氢腐蚀与防护
1. 选用抗硫化氢材料 抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度（强度）和完全淬火＋回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。 美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR－01－75(1980年修订)中规定：含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22；钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行淬火＋595℃以上温度的回火处理；对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行淬火＋回火处理，以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力 抗H2S腐蚀钢材的基本要求: ⑴成分设计合理：材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关，因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。超细晶粒原始奥氏体经淬火后，形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织，是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。 ⑵采用有害元素(包括氢, 氧, 氮等)含量很低纯净钢； ⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织，硬度波动尽可能小； ⑷回火稳定性好，回火温度高(＞600℃)； ⑸良好的韧性； ⑹消除残余拉应力。 2.添加缓蚀剂 实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高，针对性很强。不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同，甚至同一种介质，当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时，所采用的缓蚀剂可能也需要改变。 用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂，通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂)，有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐，也包括含硫、磷的化合物。如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2－l和CT2－4油气井缓蚀剂及CT2—2输送管道缓蚀剂，在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果。 3.控制溶液pH值 提高溶液pH值降低溶液中H+含量可提高钢材对硫化氢的耐蚀能力，维持pH值在9～11之间，这样不仅可有效预防硫化氢腐蚀，又可同时提高钢材疲劳寿命。 4. 金属保护层 在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金属，保护内层不被腐蚀。 5. 保护器保护 将被保护的金属如铁作阴极，较活泼的金属如Zn作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。 6. 阴极保护 外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，废金属作阳极。 硫化氢腐蚀的影响因素 1.材料因素 在油气田开发过程中钻柱可能发生的腐蚀类型中，以硫化氢腐蚀时材料因素的影响作用最为显著，材料因素中影响钢材抗硫化氢应力腐蚀性能的主要有材料的显微组织、强度、硬度以及合金元素等等。 ⑴显微组织 对应力腐蚀开裂敏感性按下述顺序升高: 铁素体中球状碳化物组织→完全淬火和回火组织→正火和回火组织→正火后组织→淬火后未回火的马氏体组织。 注：马氏体对硫化氢应力腐蚀开裂和氢致开裂非常敏感，但在其含量较少时，敏感性相对较小，随着含量的增多，敏感性增大。 (2) 强度和硬度 随屈服强度的升高，临界应力和屈服强度的比值下降，即应力腐蚀敏感性增加。 材料硬度的提高，对硫化物应力腐蚀的敏感性提高。材料的断裂大多出现在硬度大于HRC22（相当于HB200）的情况下，因此，通常HRC22可作为判断钻柱材料是否适合于含硫油气井钻探的标准。
晶间腐蚀
晶间腐蚀 1.沿着金属晶粒边界发生的选择性腐蚀，称为晶间腐蚀(lntergranular Corrosion)；锈钢、形式，发生在金属晶体的边缘上形式，发生在金属晶体的边缓得很松弛，机械强度大大降低。经过晶腐蚀的金属表面，外表看上去好像还如很完整，但因失去了机械强度，所以稍加轻轻敲击，便会碎成细粒。晶间腐蚀由于肉眼无法看出，常常成设备及重要构件突然破坏，危害性极大。例如，不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都存在腐蚀问题。航空零件上采用的高强度铝合金镀硬铬，尤其是含铜量高的铝合金，如果热处理未处理好，就有可能在晶粒边缘连续地析出CuAl2的硬化相颗。粒，这样晶粒近旁的含铜量就比晶粒内部的含铜量少，结果晶粒边界附近就成为阳极，为阴极，在一定的腐蚀条件下，腐蚀微电池产生，界腐蚀就发生了。此外锌、锡、铝等金，也会发生晶间腐蚀。 2.另一种晶间腐蚀现象就是穿晶腐蚀或称为腐蚀破坏。其腐蚀的破坏形式是沿最大张应力线发生的，可穿透晶体，所以被称为穿晶腐蚀。例如，金属在周期交变载荷下的腐蚀及在)。例如，金属在周期交变载荷的属性）：成开裂，通常称为腐蚀裂要开。这类腐蚀是经常发生的，尤其是合金材料，由于不同金属元素，它们之间审代取真，濟窿。旨油韵胖解呀队等因素，这种腐蚀便会加速，直至腐蚀裂开。 3.黄铜的脱锌所形成的开裂称为季裂（Season ：应力Cracking)，也就是指黄铜的缉分之中去，造成铜组分富集在合金盼表面上，这蚀实属晶间腐蚀，当有应力存在时，便造成开裂实际生产中，也经常发现rosion )
现象，就是金属腐蚀后于晶间腐蚀的一种特殊形多与穿晶腐蚀相似，多数发生在高粥例如，机翼的上淳窝结构等多冠妄三劣情况下，使该部位凳纹的侧墜金产生剥蚀腐蚀。 4.另外，还有空穴腐蚀( Cavitation Corrosinn竽生物腐蚀( Microbiological CorroSion)【电镀设备厂】https://www.360docs.net/doc/508600967.html,属的晶格同样存在着影响，紲严，与所受的介质条件有密切关系：很危险，必须引起重视。形成晶间腐蚀的因素很多，首先料的特性和耐蚀性，以及材不锈钢的晶间腐蚀现腐蚀最有害的元舅出，就可以防止晶间腐蚀。莠都钢的碳的质量分数降低到0. 03%以下。 5.同样，对于高强度铝合金中含铜星对高强度钢中含镍量的控蚀的一种措施。在机械加工、焊差中，也会引起晶间腐蚀在不锈钢焊接时，由于热的影响（焊缝附近处于热影响区温度范围内），也会引起对晶间腐蚀的敏感性，一旦在腐蚀介质的作用下，焊缝附近就很容生晶间腐蚀。这种现象通常也叫做焊接劣化。此外，超高强度等，也腐蚀倾向性。因此，必须设法消除应力，高强度合应力腐蚀裂纹是引起结构破坏的一个主要原因。
H2S腐蚀研究进展
H2S腐蚀研究进展 摘要 近年来我国发现的气田均含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，特别是我们盆地，含硫化氢天然气分布最广泛。众所周知，硫化氢腐蚀是井下油套管的主要腐蚀类型之一。本文简述了硫化氢的物性，研究了硫化氢腐蚀的机理和影响因素，并在此基础上介绍了采用缓蚀剂、涂镀层管材、根据国际标准合理选材、电化学保护等几种国外常用的防腐措施，并指出了各种方法的优缺点，最后还探讨了硫化氢油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向。 关键词：硫化氢腐蚀，腐蚀机理，防腐技术 ABSTRACT In recent years, the gas fields found in our country contain hydrogen sulfide, carbon dioxide and other corrosive gases, especially in the Sichuan basin, with the most extensive distribution of hydrogen sulfide gas. It is well known that the hydrogen sulfide corrosion is one of the main corrosion types of the oil casing in the well. Properties of hydrogen sulfide is described in this paper to study the hydrogen sulfide corrosion mechanism and influencing factors, and on this basis, introduces the corrosion inhibitor, coating tubing, according to international standard and reasonable material and electrochemical protection at home and abroad, several commonly used anti-corrosion measures, and points out the advantages and disadvantages of each method, and finally discusses the hot issues and development direction of the research on oil and gas fields of hydrogen sulfide corrosion by. Key word s：hydrogen sulfide corrosion, corrosion mechanism, corrosion
铁素体不锈钢发展与前景
铁素体不锈钢发展与前景 [我的钢铁] 2008-08-13 10:26:37 一．铁素体不锈钢的发展 近年来，全球资源供应紧张，有色金属市场也水涨船高，尤其07年上半年以前是镍价不断攀升，给不锈钢企业带来了很大的成本压力。镍价的大幅波动以及房屋建筑领域需求的减少，使得300系不锈钢的需求受到影响（见下图1）。原材料价格的飞涨，使得一些低镍的奥氏体不锈钢开始在市场盛行，当然这也给铁素体不锈钢带来了一定发展空间。 图 1 二．铁素体的分类与优势 铁素体不锈钢成本低廉，价格稳定，并且具有许多独特的特点和优势，能够在多领域中替代奥氏体不锈钢。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢镍含量少，主要原料是铬和铁，为强化某些特殊性能，一些铁素体不锈钢还含有其他合金元素，如钼。同时铁素体不锈钢不仅拥有昂贵的奥氏体不锈钢大多数力学性能和耐蚀性能，还在一些性能上优于奥氏体，特别在成型性、耐蚀性、抗氧化性上表现出色，被称为“经济型”不锈钢。 1.铁素体不锈钢的化学成分
铁素体不锈钢分为五大类，其中前三类为标准牌号，是迄今为止用量最大且应用范围最广的不锈钢，此外，后两类为特殊牌号，使用于某些有特殊要求的领域（见图2）。 图 2 第一类，由于含铬量最低，因此价格也最便宜，适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。其中，409型不锈钢主要使用在汽车排气系统中。而410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车，也有用作液晶显示器的外框。λ 第二类，即通常使用最广的430不锈钢，含较高的铬，具有较好的耐蚀性，通常在室内使用，典型的用途包括洗衣机滚筒，室内面板等，其多数性能与304类似，在某些领域可替代304不锈钢如厨房设施，洗碗机，壶和锅等。这类型具有足够的耐蚀性。λ 第三类，这类型较430型具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下，其性能甚至优于304。典型用途包括水槽，热交换管（制糖业，能源等），汽车排气系统（比409寿命长）和洗衣机的焊接部位。这类型甚至可替代304用于性能要求更高的场合。λ 第四类，这类型添加了来钼增加耐蚀性，主要应用领域是热水箱，太阳能热水器，汽车排气系统，电加热壶和微波炉部件，汽车装饰条和户外面板等，其中，444钢的耐蚀性能与316相当。λ 第五类，这类型的耐蚀性和抗氧化性优于316，主要是通过添加了更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。主要用于沿海和其它高耐蚀环境。例如JIS447的耐蚀性与金属钛相当。λ 2.铁素体不锈钢的优势
奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定_何德孚
试验与研究 奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量及其测定 何德孚1 ,曹志樑2 ,周志江3 ,蔡新强2 ,徐阿敏 2 (1.久立焊管研究所,上海200233;2.久立不锈钢管有限公司,浙江湖州313012; 3.久立集团股份有限公司,浙江湖州313012) 摘 要:奥氏体不锈钢焊缝通常含有少量铁素体,它对奥氏体不锈钢焊管的强韧性、耐腐蚀性、焊接性都可能有优化或劣化影响,简要评述了这些影响及铁素体含量的测定方法。关键词:奥氏体不锈钢焊管;焊缝;铁素体含量;磁测法;金相法;化学分析-图谱法中图分类号:TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001-3938(2007)05-0030-06 0 前 言 浙江久立不锈钢管有限公司销售给江苏常熟某日资企业一批奥氏体不锈钢焊管,客户对其中一根钢管材质提出了质疑,依据是他们可以用磁铁吸住这根钢管,因此认为其材质不是奥氏体不锈 钢 而是 铁 。虽经销售员多方解释说明,该客户仍坚持要委托第三方做仲裁检验。后经上海材料研究所检测中心证明,这根钢管不仅材质,而且晶间腐蚀试验均符合订货合同所依据的GB /T 12771 2000标准的规定。这种现象反映出来的问题实质是奥氏体不锈钢及其焊缝金属中铁素体的含量和铁素体含量测定方法以及对不锈钢可能产生的有害影响,这个问题国外在1960~1980年曾经讨论过。我国目前正处于不锈钢及不锈钢焊管生产及工业应用的快速发展时期,2005年不锈钢年产量已达316 104 ,t 仅次于日本,2006年有可能会超过日本而成为全球不锈钢第一生产大国。正确认识这些问题对广大用户及不锈钢管制造商都十分有意义。笔者对上述问题进行分析,以供广大业内人士讨论和参考。 1 奥氏体不锈钢焊管焊缝铁素体含量稍高是常见现象 常温下奥氏体(面心立方晶格)不锈钢是无 磁性的,而铁素体(体心立方晶格)不锈钢是有磁性的,因此人们常用磁铁能否吸引来区分它们。但是这种简单的方法有时可能会造成误判,原因是: (1)奥氏体是奥氏体不锈钢冶炼、轧制后期的相变产物,其前期即不锈钢熔炼到铸锭冷却结晶的过程中会出现铁素体及铁素体相变为奥氏体的过程,由于种种原因,奥氏体不锈钢会包含少量铁素体且分布不均匀。但轧制的奥氏体不锈钢薄板,其铁素体含量可以控制在2%以下 [1] 。 (2)现代技术制造的稀土钴永磁铁,其磁场的能量密度可高达250~440kJ/m 3 ,比传统的Fe -C r-Co 永磁铁高5~8倍 [2] 。这种强磁铁就可 能对含有少量铁素体的奥氏体不锈钢产生吸引力,甚至吸住奥氏体不锈钢。 (3)奥氏体不锈钢焊管焊缝区特定的冷却结晶条件是:熔池体积很小,焊缝金属的晶体是在熔池底部及边缘沿着母材半熔化区残留的晶体外延生长,结晶速度起初很慢,但在焊缝中心区很快,焊缝金属冷却结晶是在不平衡热力学条件下快速形成的。因此,造成焊缝金属的化学成分因凝固过程中的偏析而很不均匀,从而导致奥氏体不锈钢焊缝区铁素体含量可能较高且很不均匀,普通304不锈钢焊缝铁素体含量可达到5%~7%。美国机械工程学会(AS ME )1980年对1034根不锈钢焊管产品所做的调查研究发现,其中只有0.2% 30 焊管 第 30卷第5期 2007年9月