车用301L不锈钢腐蚀和力学性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flyingldy
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301L奥氏体不锈钢具有优异的耐蚀性、冷加工成型工艺性和较好的综合力学性能,被广泛应用于轨道车辆车体材料。为满足轻量化、节约成本和延长服役寿命的要求,从合金化的角度优化冷轧态301L不锈钢的化学成分,并研究主要合金元素对其力学性能的影响规律,评价301L不锈钢在实际服役环境下的表面耐蚀性能,对于实际生产具有重要意义。本文通过铝热法研究Ni、N、Mn三种主要合金元素对301L不锈钢微观组织和力学性能的影响规律,并进一步评价DLT(Deadline Tensile Strength)、ST(Special Tensile Strength)和HT(High Tensile Strength)三种强度等级的301L不锈钢在NaCl腐蚀介质中的电化学性能、耐盐雾腐蚀性能以及耐应力腐蚀性能,为不锈钢的应用和推广提供一定的技术参考。研究不同含量的Ni、N、Mn对冷轧态301L不锈钢的微观组织和拉伸性能的影响。结果表明,随Ni含量的增加,不锈钢延伸率提高,但拉伸强度降低;N含量的增加使冷轧态板条马氏体含量先减少后增加,而N含量适中时301L不锈钢兼具高强度高延展性;而Mn对301L不锈钢组织和力学性能的影响与Ni趋于一致;当Ni含量为6.75%,N含量为0.10%,Mn含量为1.42%时,301L不锈钢具有良好的综合力学性能。利用电化学方法研究DLT、ST和HT强度等级不锈钢在不同NaCl浓度下的腐蚀介质中的耐腐蚀性能。结果表明,随强度等级的提高马氏体含量增加,DLT、ST和HT不锈钢的自腐蚀电位Ecorr负移,腐蚀电流密度Icorr依次增加,随强度等级的提高,腐蚀倾向增加,加快腐蚀速率。EIS结果表明强度等级的提升降低了钝化膜电阻和电荷转移电阻,同时不锈钢耐蚀性随NaCl浓度的增加而降低。研究三种强度等级301L不锈钢在中性盐雾试验条件下的耐腐蚀性能,结果表明,三种强度等级的不锈钢在腐蚀初始阶段有较高的腐蚀倾向和较快的腐蚀速率,但随着时间的延长,腐蚀速率逐渐降低后趋于停止。腐蚀产物层主要为Fe的氧化物以及少量Cr、Ni的氧化物,且腐蚀易在MnS夹杂处形核。研究三种强度等级301L不锈钢在恒变形应力腐蚀试验条件下的耐腐蚀性能,结果表明,HT不锈钢有较高的耐应力腐蚀性能,DLT和ST不锈钢的应力腐蚀敏感性较高,腐蚀主要集中于变形程度较高的U型尖端和冷弯处。腐蚀产物为“针状”的(Fe,Cr,Ni)mOn,并聚集为片层状覆盖在材料表面。随NaCl溶液浓度的增加,三种强度等级不锈钢的应力腐蚀敏感性增加。
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