【摘 要】
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316L奥氏体不锈钢因其优良的物理化学性能而被广泛应用于能源、化工等领域,但其在一些特定的环境中,如Cl-、H2S、氢气等,却面临严峻的沿晶应力腐蚀开裂挑战。本文利用晶界工程方法以期改善316L的沿晶应力腐蚀开裂问题。通过冷变形-再结晶退火制备出3种具有不同晶界组份试样,利用EBSD技术标定特殊晶界含量,依次为12.5%、43.1%和54.4%,其中3和9所占的比例分别为6.8%、21.7%和17
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316L奥氏体不锈钢因其优良的物理化学性能而被广泛应用于能源、化工等领域,但其在一些特定的环境中,如Cl-、H2S、氢气等,却面临严峻的沿晶应力腐蚀开裂挑战。本文利用晶界工程方法以期改善316L的沿晶应力腐蚀开裂问题。通过冷变形-再结晶退火制备出3种具有不同晶界组份试样,利用EBSD技术标定特殊晶界含量,依次为12.5%、43.1%和54.4%,其中3和9所占的比例分别为6.8%、21.7%和17.9%。对不同晶界组份的316L奥氏体不锈钢在空气中和Cl-/H2S环境中进行慢应变速率拉伸实验并通过SEM对其断口进行分析,结果表明,90℃时,43.1%特殊晶界组份的316L断面收缩率最大,应力腐蚀敏感性最低。而在200℃时,3种晶界组份的316L延伸率损失几乎相同,且均为沿晶脆性断裂。通过对3种不同晶界组份的316L进行了微观组织分析。结果显示,制备所得的3种晶界组份316L均为单一的奥氏体组织,并未发现存在残余马氏体。12.5%特殊晶界组份试样的残余应力最大,位错密度最高,另外二者则相对较低。43.1%特殊晶界组份试样的Schmid因子最大,滑移系开动最容易。电化学渗氢实验结果表明氢在12.5%特殊晶界组份试样中的有效扩散系数最大,其余二者则相对较低。以上结果表明通过晶界工程制备高组份特殊晶界可以降低氢的有效扩散系数进而在一定程度上提高316L奥氏体不锈钢在Cl-/H2S环境中的抗应力腐蚀开裂性能。
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