【正文】 也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 20179。 關鍵詞： 不銹鋼 ， 硼含量 ， 點 腐 蝕 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 IV ABSTRACT This topic research trace boron content changes from16ppm to 33ppm of ascast ferritic stainless steel 1Cr17 pitting the influence of behavior. This experiment with 20 x 20 x 4 mm of corrosion specimens, a method is to measure boron content in different samples in 6% chlorideferric chloride solution of the corrosion rate。在整個合金范圍內，鐵素體都直接從液態(tài)中結晶出 來。載低于 600℃時α（δ）鐵素體偏析形成低鉻的α鐵素體和高鉻的α′鐵素體，這就是不銹鋼的 475℃脆 性 。鋼的熱導率最高、線脹系數(shù)較小，導熱性和膨脹特性與普通碳鋼類似，耐蝕性隨鋼中含鉻量的增加而提高 。 硼在鋼中的存在形態(tài)可分為酸不溶硼和酸溶硼兩類。對 50B 鋼的研究指出，在退火狀態(tài)的 50B 鋼中， 硼存在于固镕體 (鐵素體 )和碳硼化物Fe3(C， B)及 Fe23(B， C)6之中。已經(jīng)確定，隨 鋼 中硼含量不同，硼將在不同成份的析出物中出現(xiàn)。 硼對鋼組織 的 影響 硼對鋼相變的影響 硼對鋼的相變的影響主要在于影響相變的孕育期，即“ C”曲線中，恒溫下開始蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 3 轉變前的時間，孕育期的物理本質是新相形核的難易程度。硼減緩了合金元素沿晶界的擴散過程 。提高奧氏體化溫度， B 對奧氏體晶粒長大的作用會更加明顯。因此，在結晶過程中凡是減小 N而增大 G，即：使 N/G減小的方法，都可以使晶粒變粗大。 根據(jù)相變理論，珠光體轉變屬于擴散型轉變，新相的形核一般首先在母相奧氏體的晶界處形成，這是因為晶界處最容易滿足三大起伏條件，即能量起伏、成分起伏和結構起伏。微量的硼能夠明顯地提高不銹鋼的淬硬性，隨冷卻速度的加大，硬度逐漸提高。為了保護硼，在加硼前應先行加入與氧、氮結合力比硼更強的鋁、鈦、鋯等，即先加鋁脫氧，再加鈦等定氮，最后向爐中或鋼包中加入硼，這就是所謂的經(jīng)典法。而且 TiN很穩(wěn)定， 一旦形成就幾乎不再變化，難以進一步起到平衡、穩(wěn)定酸溶硼含量的作用，所以日本的土生隆一、法國 Urgine 廠都研究了只用鋁不用鈦的保硼冶煉方法，實際應用效果很好。在較低溫度下變形，對硼鋼獲得較高淬透性和較小晶粒度是有幫助的。淬火溫度不宜過高，冷卻速度要足夠大，以盡量減少硼冶金金屬相的數(shù)量和粒度。另外，硼還使回火脆化傾向略有增加，對此也應注意。這樣就大大簡化了熱處理工藝。 硼鋼經(jīng)正火或退火后硬度較低，切削加工性能也較好。點蝕一般在靜止的介質中容易發(fā)生。在外加陽極極化條件下 ,只要介質中含有一定量的 氯離子 ,便可能使蝕核發(fā)展成蝕孔?？變戎饕l(fā)生陽極溶解 ， Fe →Fe 2+ + 2e ,Cr →Cr 3+ + 3e ,Ni →Ni 2+ + 2e； 介質呈中性或弱堿性時 ,孔外的主要反應為 ， O2 + H2O + 2e →2OH 。又由于氯化物水解的結果 ,孔內介質酸度增加 ,使陽極溶解加快 ,蝕孔進一步發(fā)展 ,孔口介質的pH值逐漸升高 ,水中的可溶性 鹽將轉化為沉淀物 ,結果銹層、垢層一起在孔口沉積形成一個閉塞電池。 這里是指材料所處的介質特性，它對點蝕的形成 有重要的影響。 (2)介質濃度 以鹵族離子為例，一般認為，只有當鹵族離子達到一定濃度才發(fā)生點蝕。 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 8 (4)溶液 pH 值的影響 隨著 PH 值的升高，點蝕點位 也 明顯的 增高 。 極化曲線分為四個區(qū)，活性溶解區(qū)、過渡鈍化區(qū)、穩(wěn)定鈍化區(qū)、過鈍化區(qū)。 此過程只有在電極電勢正于其熱力學電勢時才能發(fā)生。電勢到達 d 點以后，隨著電勢的繼續(xù)增加，電流卻保持在一個基本不變的很小的數(shù)值上，該電流稱為維鈍電流，直到電勢升到 e 點，電流才有隨著電勢的上升而增大，表示陽極又發(fā)生了氧化過程，可能是高價金屬離子產(chǎn)生也可能是水分子放電析出氧氣， de 段稱為過鈍化區(qū)。在實際測量中，常蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 9 用的控制電位測量方法有以下兩種： 靜態(tài)法 ：將電極電勢恒定在某一數(shù)值，測定相應的穩(wěn)定電流值，如此逐 圖 14 極化曲線 圖 15 鈍化曲線 點地測量一系列各個電極電勢下的穩(wěn)定電流值，以獲得完整的極化曲線。因此對不同的電極體系，掃描速度也不相同。 (2)恒電流法 恒電流法就是控制研究電極上的電流密度依次恒定在不同的數(shù)值下，同時測定相應的穩(wěn)定電極電勢值。 使用玻璃制的燒杯等作為試驗容器，推薦使用按圖 16 制作的實驗支架。支架側面鉆適當大小的 q、 r 二孔使溶液能夠對流。 由恒電位儀、電位掃描裝置、記錄儀、玻璃電解槽 (容積大于 300 ml)和恒溫 槽等組成。 陽極 循環(huán)曲線法 陽極 循環(huán)曲線法又稱循環(huán)伏安法，是一種常用的電化學研究方法。為 了盡可能降低歐姆電阻，最好采用三電極系統(tǒng)。 本課題的意義 1Cr17 不銹鋼是一種 耐蝕性良好的通用鋼種 。 本課題主要研究內容 ，掌握以下內容： ① 鐵素體不銹鋼的組織、性能特點及熱處理；② 全面了解硼元素在鋼中的作用，尤其是對耐蝕性能的影響； ③ 全 面掌握不銹鋼點蝕的各種機理； ④ 全面掌握影響點蝕的各種因素； ⑤ 掌握不銹鋼的電化學腐蝕原理，掌握極化曲線，陽極極化曲線反應的各參數(shù)的含義及點蝕電位的測量方法； ⑥ 掌握評價點蝕敏感性各種實驗方法和相關指標。 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 13 第二章 試驗過程 （流程圖） 冶煉工藝 四 種成分的不銹鋼要求采用同樣的冶煉工藝，即加熱時采用的功率、加熱時間、加入氬氣的時間及壓力、加入硼鐵后的均溫時間，澆注后到出爐的時間等保持相同。在爐中冷卻約 30 分鐘后出爐。 110mm，扒皮后約為φ 95φ 92，上半部分有縮孔，切頭后約有 5560mm 長無缺陷。 表 21 分光光度法測得的 1Cr17不銹鋼內化學元素及含量 試樣編號 C Si Mn P S Ni Cr 0PPM ZT01 ZT02 ZT03 試樣編號 Cu Mo V Al Nb B N 0PPM 0ppm ZT01 16ppm ZT02 26ppm ZT03 28ppm 取樣位置及尺寸 對鍛造及熱處理后的式樣進行扒皮切頭后，在半徑的 1/2 處取樣。 20179。最后用氯 化 高鐵溶液（濃度）腐蝕試樣，直到在光學顯微鏡 100 倍、 400 倍下能看清組織。 金相分析 光 學顯微鏡能夠在較低的放大倍數(shù)下比較清楚的看到腐蝕樣的組織特點，以及夾雜物的分布，且成本低廉。在原子序數(shù) Z 小于 40 的范圍內，背散射電子的產(chǎn)額對原子序 數(shù)十分敏感。利用原子序數(shù)襯度來分析晶界上或晶粒內部不同種類的析出相是十分有效的。 EDS（能譜儀）分析 經(jīng)拋光腐蝕后金相樣品的二次電子相分辨率及立體感遠好于光學金相照片。因此利用原子序數(shù)造成的襯度變化可以對各種金屬和合金進行定性的成分分析。從亮度上的差別，我們就可以根據(jù)樣品的原始資料定性的判定析出物相的類型。 圖 21 實驗支架 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 17 使用玻璃制的燒杯等作為試驗容器，推薦使用按圖 1 制作的實驗支架。支架側面鉆適當大小的 q、r二孔使溶液能夠對流。 由恒電位儀、電位掃描裝置、記錄儀、玻璃電解槽 (容積大于 300 ml)和恒溫槽等組成。 先對腐蝕過后的試樣進 行宏觀形貌觀察，將其放在低倍顯微鏡或直接用肉眼來觀察，看其表面的點蝕坑數(shù)量及蝕坑深度，從而計算出點蝕因子。但發(fā)現(xiàn) 不含 B 和 含 B 16ppm 的 試樣 腐蝕面失去金屬光澤， 含 B 22ppm 和 28ppm 的 試樣 仍有光澤，是因為前兩者發(fā)生了全面腐蝕和點蝕，后兩者則以點蝕和晶間腐蝕為主的緣故。腐蝕速率大說明不銹鋼耐點蝕性能下降，則上圖說明不銹鋼中硼含量的增加，總的來說使其耐點蝕性能下降。 106 28 179。 106 22 179。極化電阻大說明不銹鋼不容易發(fā)生點蝕；反之，則說明不銹鋼容易發(fā)生點蝕。點蝕電位與保護電位的差值大，說明若發(fā)生點蝕則其容易發(fā)展；其差值越小，說明若發(fā)生點蝕其不容易發(fā)展。 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 25 第四章 實驗結論 試驗采用真空冶煉爐冶煉硼 質量分數(shù)為 0、 16ppm、 22ppm、 28ppm 的 1Cr17 不銹鋼， 通過 腐蝕浸泡實驗、極化曲線法和循環(huán)伏安法 ， 結合金相組織分析、 SEM 及能譜分析， 研究 了 硼元素 的加入 對鑄態(tài) 1Cr17 不銹鋼 耐 點 腐蝕性能的影響 ， 得出了以下結論： 6%三氯化鐵溶液介質中，隨著硼元素含量的增加，鑄態(tài) 1Cr17 不銹鋼浸泡腐蝕速率先增大后減小，但含 B 試樣的腐蝕速率大于不含 B的；說明隨著 B 的加入，鑄態(tài) 1Cr17 不銹鋼的耐點蝕性能降低。 塞德賴克斯 .不銹鋼的腐蝕［ M］ .大連： 機械工業(yè)出版社， 1986 ［ 20］ 吳劍 .不銹鋼的破壞與防護技術［ J］ .腐蝕與防護， 1977， 18（ 3） ［ 21］ . Influence of Co content on the microstructure and corrosion resistance of stainless steels［ J］ .Electrochemical Society Inc,Pennington,NJ 085342896,United States,2020:682 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 27 外文翻譯 在鐵素體不銹鋼帶材澆注過程中通過孕育處理強化組織 基體接觸熔化試驗被設計為接近帶狀澆注過程中的條件，從而實現(xiàn)鐵素體不銹鋼帶材毛坯件的生產(chǎn)。用直接條狀鑄造的方法生產(chǎn)硅鋼的可能性就是這樣。 在薄金屬片凝固過程中，如熔融紡絲或者帶狀澆注，在基片與熔化物界面隨機方向上形核的晶粒，但是片的厚度小于 2 毫米使通常阻止中間厚度法線方向上纖維組織的迅速增長。與目前研究有關的是，大家知道鈦元素在鑄鋼中促進形核的作用很強。然而提出的接種理論是有矛盾的，并且還有很大的隨機性，充分的試驗數(shù)據(jù)說明高 Ti 化合物在鑄態(tài)鋼材中是很有效的接種劑。這種技術最初是由 Strezov 發(fā)現(xiàn)的，他為了研究界面?zhèn)鳠岷妥畛醯膸т撹T造的結晶 實驗，和接近帶鋼鑄造結晶最初階段所出現(xiàn)的情況。在熔體冷卻過程中，含有質量分數(shù)為 12﹪鉻的鐵 鉻二元合金不發(fā)生轉變，除了液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)，并且所有的鐵素體都處在室溫下。 Hunter說，含 Ti量較高的鋼， g相體積分數(shù)較小時也是由于鐵素體晶界固態(tài)相變形成的，在冷卻至環(huán)境溫度的過程中。然后攪拌棒從熔體中縮回到原來熔爐上方的位置，熔爐是用來生產(chǎn)凝固薄板試樣的。 60179。 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 30 凝固過程中微觀結構和組織的生長用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡（ SEM）進行觀察。金屬條或冷硬鑄型表面被用來顯微結構觀察，在 10％鹽酸水溶液中超聲波震蕩 5分鐘來清洗表面氧化物。 Ⅲ .結果 圖 3展示了不含 Ti鑄態(tài)鐵素體不銹鋼帶材的凝固表面和 NDTD區(qū)域定向顯微照片，凝固和光滑表面有關。圖 5說明所有的鋼，平均晶粒度作為冷硬鑄型表面的垂直距離的一個參數(shù)，舉例說明鈦元素對經(jīng)理細化的強度影響。再后來的情況 中形核產(chǎn)生了一種強烈的擇優(yōu)取向。的隨機取向晶粒被選擇出來作為組織清晰度的一般指標，因為 ＜ 001＞ 晶向是體心立方金屬枝晶生長的優(yōu)先方向。比較起來，含鈦的熔體凝固產(chǎn)生強硬的纖維組織（圖 6（ b）），從圖 7可以看出大于 98％的 ＜ 001＞ 晶向的晶粒在鑄樣表面上與發(fā)現(xiàn)方向成 15176。圖 8說明，這個區(qū)域少部分 ＜ 001＞ 取向的晶粒以隨機角度偏離法線方向。 從光滑表面生產(chǎn)試樣同樣的鑄造試驗，試樣從有脊狀線的基體凝固而來。這是和特征有關的，然而晶粒優(yōu)先形核是沿著帶鋼單向皺紋的最高處的，條帶表面的線性晶粒密度比帶鋼單向皺紋方向上的高。 試圖說明鈦元素對經(jīng)理細化和組織強化的影響，掃描電鏡被用來定位和確認條帶鑄件中含鈦的粒子。 蘭州理工大學本科生畢業(yè)論文 32 （ a）