奥氏体钢盐雾腐蚀研究

胡景豫

（海军驻齐齐哈尔地区军事代表室，黑龙江 齐齐哈尔 161042）

工程师园地

奥氏体钢盐雾腐蚀研究

胡景豫

（海军驻齐齐哈尔地区军事代表室，黑龙江 齐齐哈尔 161042）

本文采用盐雾腐蚀方法评价奥氏体钢的抗盐雾腐蚀性能，利用金相、XRD对材料的组织进行了分析，对该材料在盐雾环境中的腐蚀形态进行了观测，结果表明该材料在盐雾环境中的腐蚀形态以点蚀为主，并提出在盐雾环境中使用该材料的热处理方法，以提高该材料的耐盐雾腐蚀性能。

盐雾腐蚀；点蚀；奥氏体；耐热钢

Abstract:This paper assessed the resistance of austenitic steels to neutral salt spray.The microstructure of austenitic steel sample and the corrosion mechanism in salt fog conditions were investigated by XRD and metallographic experiment.The results show that the pit corrosion is themajor corrosion morphology for austenitic steels in salt fog conditions.And the optimist heat treatment method is proposed to improve the salt spray resistance of austenitic steels.

Key words:neutral salt spray;pit corrosion;austenite;heat resistent steel

奥氏体钢用途非常广泛，常被用做不锈钢和耐热钢，奥氏体耐热钢是在奥氏体不锈钢的基础上发展而来，种类繁多，在工程上应用也相当广泛。由于奥氏体晶格致密，再结晶温度高，因而这种钢的热强性好；大量Cr、Ni使钢具有高温抗氧化性，加入的合金元素Mo、W、Ti等，既能提高奥氏体的固溶强化效果，也能形成合金碳化物或金属间化合物而促使钢弥散强化[1]。

由于奥氏体钢含Cr、Ni元素较多，也具有一定的耐蚀能力，本文通过中温盐雾腐蚀试验的这种方法，检验被试材料有无防蚀性能，同时可根据试验数据和其它材料比较耐蚀性能，对该材料在盐雾环境中使用做出指导。

1 耐热钢化学成分及组织分析

1.1 化学成分检测结果（表1）

表1 材料的化学成分（（wt）%）Tab.1 Chemical composition ofmaterial

1.2 XRD物相鉴定结果（图1）

图1 XRD衍射图Fig.1 XRD diffraction pattern

由PDF卡片比对后确定该材料的基体为单一的奥氏体组织。

1.3 金相组织

奥氏体耐热钢的金相组织见图2。在金相照片中可以观察到奥氏体晶粒晶界平直，在晶界和晶粒内部有颗粒状析出物。

2 中温盐雾试验

2.1 试验方法

本次试验按照人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准（GB/T10125-1997）中的要求使用设备、试剂，并按照标准中规定的试验方法进行。

图2 奥氏体耐热钢的金相组织Fig.2 Metallurgicalstructure ofaustenitic steels

试验用盐雾腐蚀箱采用：ATLSA BCX Basic Cyclic Corrosion ExposureSystem

试剂：采用分析纯NaCl、去离子水，配制好的NaCl溶液浓度满足（50±5）g·L-1的要求。

试样：本次试验采用的24个试样大小为R=12.5mm，表面状态为800#砂纸打磨光滑。

2.2 试验过程

2.2.1 试样的清洗及称重 试样用无水乙醇清洗后吹干然后用天平称重，结果见表2。

表2 试验清洗之后的重量（g）Tab.2 Weightafterwashing

2.2.2 盐雾腐蚀箱性能评价 盐雾腐蚀箱运行稳定后测得盐雾沉积量为每80cm2为1.44mL·h-1。符合标准中每80cm2为1～2mL·h-1的要求。

2.2.3 试样的放置及提取 试样在盐雾箱中被试表面与垂直方向成150～300，并且互不接触，试样支架用泡沫制成，试样的提取时间分别为8、20、36、60、92、132、180、240h，每组 3 个试样，每次提取一组，提取试样序号依次增大。

2.2.4 试样腐蚀产物的去除及称重 盐雾腐蚀试验后腐蚀产物的清除按金属和合金的腐蚀-腐蚀试样上腐蚀产物的清除（GB/T16545-1996）标准进行，采用化学方法，清洗溶液采用盐酸、六次甲基四胺、蒸馏水配制的混合溶液。清除完腐蚀产物后用无水乙醇清洗，吹干后称重，称重结果见表3。

表3 试样去除腐蚀产物的重量（g）Tab.3 Weight removed corrosion products

3 试验结果

3．1 开始出现的腐蚀的时间及外观

此材料的开始出现腐蚀的时间为8h，在第一组提取的3个试样中，其中两个可以观察到有腐蚀发生。试样均为局部腐蚀，第6组与第8组腐蚀后的图片见图3。

图3 第6组、第8组两个试样经盐雾腐蚀后的宏观形貌Fig.3 Macrascopical morphology after salt spray corrosion in group 6 and group 8

3.2 腐蚀动力学曲线的绘制

试样的减重变化如表4。

表4 每个试样的重量变化（g）Tab.4 Weightvariation ofevery sample

经数据拟合得动力学曲线见图4。

图4 腐蚀动力学曲线Fig.4 Curve of corrosion kinetics

由腐蚀动力学曲线可知，在腐蚀开始阶段，腐蚀速度较快，随着时间的延长腐蚀速度渐渐变慢。

3.3 盐雾腐蚀的金相照片

盐雾腐蚀的金相照片见图5。

金相照片可以观察到，材料在Cl-作用下发生腐蚀的类型是以点蚀为主。腐蚀截面微观形貌观察末见腐蚀在材料内部发展。

图5 盐雾腐蚀240h的金相照片（500×）Fig.5 Photograph of metallurgical structure after 240h salt spray corrosion

4 结论

由于该材料接近单一的奥氏体组织，钝化元素Cr的含量较高，金相照片、腐蚀动力学曲线都反应出了点蚀失重小的特点。盐雾环境中的点蚀主要是由于Cl-的吸咐和穿透作用形成的，点蚀必然发生在金属结构不均匀贫Cr地方。晶界具有较高的能量，碳化物易于在晶界上析出，造成周围贫铬，且晶界的吸咐能力强，晶体缺陷众多扩散速度快，点蚀优先产生在晶界上。在盐雾环境中使用时应及时调整奥氏体耐热钢的热处理工艺，固溶处理时可以适当延长保温时间，让奥氏体晶粒长大，充分均匀化减少晶界，时效时只要满使用性能即可，尽可能的控制碳化物的析出，提高奥氏体耐热钢的抗盐雾腐蚀能力。

［1］赵品，等.材粒科学基础教程［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

［2］李庆扬，等.数值分析［M］.武汉：华中科技大学出版社，2008.

Study on salt spray corrosion to austenitic steels

HU Jing-yu
（Naval Qiqihar Station Representative Office,Qiqihar 161042,China）

TG174.3

A

1002-1124（2011）01-0057-03

2010-11-12

胡景豫（1978-），工程师，哈尔滨，工程大学硕士研究生。