| 题名 | 奥氏体不锈钢应变电化学过程的控制研究 |
| 作者 | 牛林 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998 |
| 授予单位 | 中国科学院金属腐蚀与研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院金属腐蚀与研究所 |
| 导师 | 曹楚南 |
| 关键词 | 奥氏体不锈钢 电化学参数 塑性应变 应力腐蚀裂纹 |
| 中文摘要 | 本论文从水溶液体系应力腐蚀开裂的电化学特征出发，着重研究各种因素如有机添加剂、电位扰动、进一步理解奥氏不锈钢的应力腐蚀开裂机理，从而达到在一定程度上控制金属应变电化学过程的目的。考虑反应速度的浓度效应和温度效应，分别研究了酸性氯化物溶液浓度和温度对奥氏体不锈钢SCC敏感性的影响，以确定敏感的SCC体系。通过添加一系列有机含氮化合物和炔氧化合物、研究它们对奥氏体不锈钢SCC敏感性影响的差异，选择了两种明显降低SCC敏感性的缓蚀剂。利用慢应变速率技术、扫描电镜并结合电化学极化曲线和阻抗方法，对321奥氏体不锈钢在酸性氯化物溶液中的应力腐蚀开裂敏感性以及相关的电化学参数进行了动态实时测量，在影响应力腐蚀开裂的断裂力学特征与电化学参数之间建立了联系。研究了苯并三氮唑和丙炔醇对该体系应力腐蚀开裂的缓蚀作用，发现苯并三氮唑和丙炔醇能抑制321不锈钢在酸性氯化物溶液中的应力腐蚀开裂敏感性。它们对于321不锈钢在酸性氯化物溶液中腐蚀的缓蚀作用主要是抑制腐蚀的阳极过程，缓蚀作用来自覆盖金属表面活性位置的效应。通过慢拉伸过程中的阻测量可以颢金属表面的反应活性变化。结果表明，拉伸试样的表面活性挖地随延伸率直线增大，而缓蚀剂使这种增大明显减缓。稳定的金属表面络合物抑制了腐蚀的阳极反应产物（MOH）_（ad）和（MCI）_(ad)的形成，从而起到缓蚀作用。在慢应变速率拉伸过程中通过恒电位、电位扫描和阶跃的扰动极化方式，研究了321奥氏体不锈钢在酸性氯化物溶液中的应力腐蚀开裂敏感性及断裂特征。结果表明，阳极极化促进321不锈钢在酸性氯化物溶液中的应力腐蚀开裂，而阴极极化抑制过程的发生与发展，因此该体系的应力腐蚀开裂符合阳极溶解机理。阶跃频率高的循环电位阶跃极化造成的应力腐蚀。氢致开裂起主导作用。在慢拉伸过程中对金属施加徨电位扫描或电位阶跃极化时，扫描速度越慢（稳态），或阶跃频率超高，均能使材料断裂敏感性提高。相同电位范围内，高频率循环电位阶跃比循环电们扫描导致更低的材料断裂延伸率。这一工作为研究电位因素对应力腐蚀开裂的影响开拓了一个新的领域。经滑移－溶解－再钝化模型为基础，推导得出了应力腐蚀裂纹扩展速度与裂尖应变速度和电位之间的理论关系。理论计算表明，在裂纹增长速度与裂尖应变速度的关系曲线中有两个特征区域。在区域1随裂尖应变速度增加而增加。在区域2不随裂尖应变速度变化。用SSRT技术测量了304L不锈钢的裂纹增长速度。当电位控制在区域2的阳极区时，理论计算值与区域2的得到的SCC速度比较一致。该工作为力学和环境因素影响应力腐蚀裂纹扩展速度的实验研究提供了理论指导。研究了弹、塑性应变对奥氏体不锈钢学行为的影响，从热力学送气和学参数的关系出发，分析了不锈钢的应变学行。静态无载荷试样和动态慢拉伸试样的电化学行为明显不同。不同形变阶段金属力学化学活性存在明显差别。弹性应变只对金属阳极溶解过程产生作用，而不影响阴极过程。形变强化和位错塞积群的形成对金属的力学化学活性起着决定性的作用。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 111 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17645]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 牛林. 奥氏体不锈钢应变电化学过程的控制研究[D]. 中国科学院金属腐蚀与研究所. 中国科学院金属腐蚀与研究所. 1998. |
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