【正文】 6％三氯化鐵溶液。 本實(shí)驗(yàn)采用（ EPMA1600） 能譜儀 ， 鑄 態(tài)試樣中各相的形態(tài)數(shù)量和分布（ 鑄 態(tài)碳化物的位置、大小、數(shù)量） 。因?yàn)槲龀鱿喑煞植煌?，激發(fā)出的背散射電子數(shù)量也不同，致使掃描電子顯微圖像上出現(xiàn)亮度上的差別。樣品中重元素區(qū)域相對(duì)于圖像上是亮區(qū)，而氫元素區(qū)域則為暗區(qū)。在進(jìn)行分析時(shí)，樣品上原子序數(shù)較高的區(qū)域由于收集到得背散射電子數(shù)量多，故熒光屏上的圖像較亮。原子序數(shù)對(duì)背散射電子產(chǎn)額比較敏感。 本實(shí)驗(yàn)采用（ JSM6700F）掃描電鏡， 鑄 態(tài)試樣中 各相的形態(tài)數(shù)量和分布（ 鑄 態(tài)碳化物的位置、大小、數(shù)量） 。因?yàn)槲龀鱿喑煞植煌?，激發(fā)出的背散射電子數(shù)量也不同，致使掃描電子顯微圖像上出現(xiàn)亮度上的差別。樣品中重元素區(qū)域相對(duì)于圖像上是亮區(qū)，而氫元素區(qū)域則為暗區(qū)。在進(jìn)行分析時(shí)，樣品上原子序數(shù)較高的區(qū)域由于收集到得背散射電子數(shù)量多，故熒光屏上的圖像較亮。原子序數(shù)對(duì)背散射電子產(chǎn)額比較敏感。本實(shí)驗(yàn)采用光學(xué)金相顯微鏡型號(hào)為 分析試樣的組織特點(diǎn)，以及碳化物的分布、數(shù)量、和形貌 。 3 電化學(xué)腐蝕試樣的制備 首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號(hào)為 w50， w20， w7 的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕； 然后將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果 。 2．浸泡腐蝕試樣的制備 首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號(hào)為 w50， w20， w7 的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕；然后將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果 。 試樣的制備 首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號(hào)為 w50， w20， w7 的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕；然后 將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果。 4的平衡樣；蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 電化學(xué)腐蝕試樣：每個(gè)相同樣上去 2 個(gè)Φ 10179。 6 的試樣；浸泡腐蝕試樣：每個(gè)相同樣上去 2個(gè) 20179。沖擊試樣尺寸 :取一個(gè) 15179。 分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸收度，對(duì)該物質(zhì) 進(jìn)行定性和定量分析的方法。從上半部分切去鑄態(tài)金相、腐蝕、硬度試樣，下半部分（無(wú)缺陷部分）鍛后切取各種試樣化分樣從扒皮后的圓柱表面車(chē)取即可。 扒皮切頭取化分樣： 每個(gè) 試樣出爐后尺寸 約 為φ 103179。出爐后再冷卻10 分鐘后倒出鑄模。 102Pa，停止抽真空通入氬氣保護(hù)，氬氣壓力為 ,等 試樣全部熔化后加入 硼鐵 ，經(jīng)電磁攪拌 8分鐘使合金元素均勻化后，在真空下澆鑄至鑄模。 首先抽真空至 179。 ，得出研究目標(biāo)所要求的結(jié)論 。 ，參與確定技術(shù)路線，制定技術(shù)方案，完成該課題的試驗(yàn)。這樣就可以讓人們更好的了解 1Cr17 不銹鋼的耐蝕特性。 硼是一種微合金化元素，其在鋼中的作用一直受到材料研究者的關(guān)注，但微量硼對(duì)鐵素 體不銹鋼的影響尚未有人研究過(guò)。在循環(huán)伏安測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，工作電極的電位以 10 mV/s 到 200 mV/s 的掃描速度隨時(shí)間線性變化 (圖 18(a))，在此同時(shí)記錄在不同電位下的電流 (圖 18(b))。在三電極系統(tǒng)中，電流通過(guò)工作電極和對(duì)電極。 圖 18 循環(huán)伏安法原理： (a) 循環(huán)電位掃描 (b) 循環(huán)伏安譜 在一個(gè)典型的循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)中，工作電極一般為浸在溶液中的固定電極。該法控制電極電勢(shì)以不同的速率，隨時(shí)間以三角波一次或多次反復(fù)掃描，電勢(shì)范圍是使電極上能交替發(fā)生不同的氧化和還原反應(yīng)，并記錄電流 電勢(shì)曲線 。但是在對(duì)比 試驗(yàn)中，每次試驗(yàn)的參比電極和蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 輔助電極應(yīng)分別一致。參比電極推薦用甘汞電極或氯化銀電極，輔助電極用鉑電極或石墨電極。 試驗(yàn)溶液為 ﹪氯化鈉溶液，用符合 GB/T1266規(guī)定的分析純氯化鈉 35g溶于 965mL蒸餾水或去離子水中配制而成。采用能使試驗(yàn)溶液保持在規(guī)定溫度的恒溫槽。以試樣能大致處在溶液中間部位來(lái)確定支架高度 h。支架用聚氯乙烯塑料管或玻璃管制成，試樣能水平的放置在 S、 T、 W 三個(gè)頂端上。用符合 GB?T622 規(guī)定的優(yōu)級(jí)純鹽酸和蒸餾水或去離子水配制成 ?L 的鹽酸溶液，把符合 HG?T31085 規(guī)定的分析純?nèi)然F 100g 溶于 ?L 鹽酸溶液中，配制成 6％三氯化鐵溶液。采用恒電流法測(cè)定極化曲線時(shí)，由于種種原因，給定電流后，電極電勢(shì)往往不能立即達(dá)到穩(wěn)態(tài)，不同的體系，電勢(shì)趨于穩(wěn)態(tài)所需要的蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 時(shí)間也不相同，因此在實(shí)際測(cè)量時(shí)一般電勢(shì)接近穩(wěn)定 (如 1min～ 3min 內(nèi)無(wú)大的變化 )即可讀值，或人為自行規(guī)定每次電流恒定的時(shí)間。 上述兩種方法都已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用，尤其是動(dòng)態(tài)法，由于可以自動(dòng)測(cè)繪，掃描速度可控制一定，因而測(cè) 量結(jié)果重現(xiàn)性好，特別適用于對(duì)比實(shí)驗(yàn)。為測(cè)得穩(wěn)態(tài)極化曲線，人們通常依次減小掃描速度測(cè)定若干條極化曲線，當(dāng)測(cè)至極化曲線不再明顯變化時(shí)，可確定此掃描速度下測(cè)得的極化曲線即為穩(wěn)態(tài)極化曲線。一般來(lái)說(shuō)，電極表面建立穩(wěn)態(tài)的速度愈慢，則電位掃描速度也應(yīng)愈慢。對(duì)某些體系，達(dá)到穩(wěn)態(tài)可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，為節(jié)省時(shí)間，提高測(cè)量重現(xiàn)性，往往人們自行規(guī)定每次電勢(shì)恒定的時(shí)間。穩(wěn)態(tài)體系指被研 究體系的極化電流、電極電勢(shì)、電極表面狀態(tài)等基本上不隨時(shí)間而改變。 極化曲線的測(cè)定 (1)恒電位法 恒電位法就是將研究電極依次恒定在不同的數(shù)值上，然后測(cè)量對(duì)應(yīng)于各電位下的電流。 c 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)稱為臨界鈍化電勢(shì)，對(duì)應(yīng)的電流稱為臨界鈍化電流。陽(yáng)極的溶解速度隨電位變正而逐漸增大，這是正常的陽(yáng)極溶出，但當(dāng)陽(yáng)極電勢(shì)正到某一數(shù)值時(shí)，其溶解速度達(dá)到最大值，此后陽(yáng)極溶解速度隨電勢(shì)變正反而大幅度降低，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化現(xiàn)象。 金屬的陽(yáng)極 極化 過(guò)程是指金屬作為陽(yáng)極時(shí)在一定的外電勢(shì)下發(fā)生的陽(yáng)極溶解過(guò)程，如下式所示： M→Mn +＋ ne。極化曲線可用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。如電極分別是陽(yáng)極或陰極，所得曲線分別稱之為陽(yáng)極極化曲線或陰極極化曲線 。 (5)介質(zhì)溫度的影響 溫度升高，對(duì)不銹鋼來(lái)說(shuō)點(diǎn)蝕電位降低能提高氯離子擴(kuò)散速度。 SO42含量 足夠高時(shí)，能完全把氯離子從表面排擠掉 ?？梢园旬a(chǎn)生點(diǎn)蝕的最小濃度作為評(píng)定點(diǎn)蝕趨勢(shì)的一個(gè)參量。當(dāng)溶液中含有 FeCl CuCl2為代表的二價(jià)以上重金屬氯化物時(shí)，由于金屬離子強(qiáng)烈的氧化作用，將大大促進(jìn)點(diǎn)蝕的形成和發(fā)展。 (1)介質(zhì)類型 某些材料易發(fā)生點(diǎn)蝕的介質(zhì)是特定的。 影響點(diǎn)蝕的各種因素 合金因素（內(nèi)因） 每種金屬或合金在某種介質(zhì)中耐點(diǎn)蝕的性能取決于它們?cè)谀欠N介質(zhì)中的點(diǎn)蝕電位（或擊穿電位）。閉塞電池形成后 ,孔內(nèi)、外物質(zhì)交換更加困難 ,使孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮 ,氯化物水解使介質(zhì)酸度進(jìn)一步增加 ,酸度的增加將使陽(yáng)極溶解速度進(jìn)一步加快 ,蝕孔的高速度深化 ,可把金屬斷面蝕穿。由于孔內(nèi)金屬陽(yáng)離子濃度增加 ,氯離子遷入以維持電中性 ,這樣就使孔內(nèi)形成金屬氯化物的濃溶液 ,這種濃溶液可使孔內(nèi)金屬表面繼續(xù)維持活化狀態(tài)。 由于陰、陽(yáng)兩極彼此分離 ,二次 腐蝕 產(chǎn)物將在孔口形成 ,沒(méi)有多大的保護(hù)作用。蝕孔內(nèi)的金屬表面處于活化狀態(tài) ,電位較負(fù) ,蝕孔外的金屬表面處于鈍化狀態(tài) ,電位較正 ,于是孔內(nèi)和孔外構(gòu)成一個(gè)活態(tài) 鈍態(tài)微電偶 腐蝕 電池 ,電池具有大陰極小陽(yáng)極面積比結(jié)構(gòu) ,陽(yáng)極電流密度很大 ,蝕孔加深很快 ,孔外金屬表面同時(shí)受蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 到陰極保護(hù) ,可繼續(xù)維持鈍化狀態(tài)。在自然條件下的 腐蝕 ,含氯離子的介質(zhì)中含有氧或陽(yáng)離子氧或陽(yáng)離子氧化劑時(shí) ,能促使蝕核長(zhǎng)大成蝕孔。 圖 12各種點(diǎn)腐蝕形貌 圖 13不銹鋼在氯離子介質(zhì)中的點(diǎn)蝕示意圖 在含有氯離子的水溶液中 ,不銹鋼 表面的氧化膜便產(chǎn)生了溶解 ,其原因是由于氯離子能優(yōu)先有選擇地吸附在氧化膜上 ,把氧原子排掉 ,然后和氧化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物 ,結(jié)果在基底金屬上生成孔徑為 20μm ～ 30μm 小蝕坑 ,這些小蝕坑便是孔蝕核。具有自 鈍化特性的金屬在含有氯離子的介質(zhì)中 ,經(jīng)常發(fā)生孔蝕。 點(diǎn)蝕機(jī)理 在壓力容器表面的局部地區(qū) ,出現(xiàn)向深處 腐蝕 的小孔 ,其余地區(qū)不 腐蝕 或 腐蝕 輕微 ,這種 腐蝕 形態(tài)稱為小孔 腐蝕 (也稱點(diǎn)蝕 ) 。焊接性也因硼鋼的碳當(dāng)量比淬透性相當(dāng)?shù)钠渌辖痄摰投忻黠@改善。另外，硼能強(qiáng)烈抑制鐵素體轉(zhuǎn)變，因而可極大地提高貝氏體的淬透性，某些情況下可經(jīng)空冷得到完全貝氏體組織。只要硼鋼鋼材能被淬透，回火后即可得到較好的綜合力學(xué)性能，而且在整個(gè)截面上比較均勻。所以一些硼鋼淬火后并非必須回火，特別是碳含量低于 ％的硼鋼。硼鋼屬于細(xì)晶粒鋼 ，如果熱加工制度選擇適當(dāng)，亦可以利用鍛后余熱直接淬火，不會(huì)因晶粒粗化而出現(xiàn)問(wèn)題。與淬透性相當(dāng)?shù)钠渌辖痄撓啾?，硼鋼的抗回火軟化能力較低，故為獲得相同的強(qiáng)度，硼鋼的回火溫度應(yīng)適當(dāng)降低 (與鉻鉬鋼相比，可低 20～ 50℃ )，回火時(shí)間也要短些。多量和大尺寸 的硼相會(huì)降低硼鋼的韌性，即所謂的 “硼脆 ”。淬火前最好預(yù)先正火以得到盡可能多的固溶硼。另外熱加工變形量對(duì)硼鋼沖擊韌性有較大影響，變形程度越高，硼在鋼中的分布越均勻，晶界硼相的鏈狀分布容易被破壞，對(duì)鋼的性能越有好處。比如加熱溫度不宜過(guò)高，加熱時(shí)間盡量縮短，以盡量減少脫硼，同時(shí)也是為了減小晶界硼相的 析出濃度。 蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 硼鋼以微量硼代替大量其他合金元素，故與淬透性相同的其他合金鋼相比合金含量大大降低，在高溫時(shí)的變形抗力減小，容易塑性變形，其氧化皮也較松散、易脫落，所以硼鋼易于鍛、軋熱加工，對(duì)加工設(shè)備、工具的磨損、破壞也較小。但是用鈦定氮保護(hù)硼形成的 TiN 也很容易使鋼的韌性、疲勞性能甚至機(jī)加工性能變壞。也可將含有硼和鋁、鈦、鋯、錳、硅等多種保護(hù)元素的復(fù)合硼鐵合金一次加入。硼鋼可以用電爐、轉(zhuǎn)爐冶煉。 硼對(duì)鋼生產(chǎn)工藝的影響 硼鋼的生產(chǎn)工藝具有一系列特點(diǎn)，必須對(duì)冶煉、加工及熱處理工藝給予注意，才能保證使硼鋼獲得理想的組織和性能。鋼的化學(xué)成分一定時(shí)，淬硬性隨著淬火溫度的變化具有一個(gè)峰值特征。如果破壞了其中某些條件，都有可能使形核發(fā)生困難，從而造成奧氏體分解的孕育期增長(zhǎng)。 硼對(duì)淬透性的貢獻(xiàn)，主要在于硼在奧氏體晶界的偏聚，是奧氏體分解的新相在奧氏體晶界處形核困難，從而造成奧氏體分解的孕育期增長(zhǎng)，使淬透性提高。硼鋼中固溶硼在降溫過(guò)程中能夠在奧氏體晶界偏聚，降低了晶界能，可以阻礙先共析鐵素體在奧氏體晶界形核，因而在奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變時(shí)，形核率 N降低；而且，硼對(duì)晶粒的長(zhǎng)大速度沒(méi)有影響，則平均長(zhǎng)大速度 G不變，從而使 N/G變小，晶粒數(shù) Z 小，平均晶粒尺寸大。 單 位體積內(nèi)晶粒的平均數(shù)量用 Z 表示，則在均勻條件下形核和成長(zhǎng)時(shí)， Z 與 N和 G的關(guān)系為： Z=K(N/G)3/4，其中 K為比例常數(shù)，約為 。在 600～ 900℃范圍內(nèi)， Fe23(B,C)6會(huì)在γ晶界析出，如奧氏體化溫度較低時(shí)， Fe23(B,C)6沒(méi)有完全溶解于奧氏體，殘留的非連續(xù)的 Fe23(B,C)6會(huì)阻礙γ晶粒長(zhǎng)大；當(dāng)提高奧氏體化溫度時(shí)， Fe23(B,C)6 會(huì)完全溶解，消除了其阻礙作用，使得γ晶粒迅速長(zhǎng)大。由于鋼中 B 與 N形成 BN，減少了 AlN 的生成數(shù)量，在升溫過(guò)程中， BN 先溶解于奧氏體，而 AlN 數(shù)量很少，所以?shī)W氏體晶粒長(zhǎng)大不受阻礙。 硼能抑制晶界片層狀、胞狀析出相以及改善碳化物不均勻分布的狀態(tài)，改善了晶界狀態(tài)。 硼強(qiáng)化晶界的機(jī)理 硼偏集于晶界上，使晶界區(qū)域的晶格缺位和空穴減少，晶界自由能降低。微量的硼 ( %) 在奧氏體晶界上有偏聚作用，可有效地抑制先析鐵素體析出。盡管對(duì)不同類型的硼鋼來(lái)說(shuō)，硼會(huì)出現(xiàn)在不同類型的析出物之中，但是硼在固溶體里存在形式和 在奧氏體晶界上的吸附效應(yīng)，不論在低合金鋼還是高合金鋼中都沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。主要是 M 23(B， C)6 、 V4(C， B)3。 對(duì)于高合金鋼中硼的存在形式，目前也有不少的研究。對(duì)于經(jīng)過(guò)特殊等溫處理并經(jīng)淬火 (具有馬氏體和析出相 )的 50B 鋼，硼存在于固镕體 (馬氏體 )和碳硼化物 Fe23(B， C)6 之中。在熱處理過(guò)程中這兩種硼可相互轉(zhuǎn)化。前者包括氧化硼、氮化硼中的硼，不具有提高淬透 性的作用 。根據(jù) x 射線結(jié)構(gòu)分析和最近的擴(kuò)散數(shù)據(jù)以及滯彈性研究結(jié)果綜合分析推斷，硼在 α Fe 形成置換式固溶體，在 γ Fe中形成間隙和置換兩種形式的固溶體。 硼在鋼中的存在形式 根據(jù)晶體學(xué)的尺寸因數(shù)判斷，如果溶質(zhì)對(duì)溶劑原子半徑的比率小于 ，形成間隙固溶體；若半徑的比率在 和 之間，通常形成置換固溶體。這類鋼既不能通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，也不能通過(guò)冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。 鐵素體不銹鋼性能特點(diǎn) 在各類不銹鋼中，鐵素體型不銹鋼具有良好的強(qiáng)度及冷成形性能，但在室溫及低溫下的韌性差，塑 脆性轉(zhuǎn)變溫度高，并有缺口敏感性，與奧氏體型不銹鋼相比，其蘭州理工大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 高溫強(qiáng)度不良；在低溫和大截面尺寸條件下，其韌性較低。由于δ相是在晶界析出，消耗了大量的鉻，使耐腐蝕性下降。當(dāng)鉻含量較高時(shí)，脆硬的δ相在約 820℃從δ鐵素體中開(kāi)始析出。也就是說(shuō)，在鉻含量超過(guò) 12%后，合金將不會(huì)發(fā)生γ α相變，因而也不會(huì)發(fā)生晶粒細(xì)化和強(qiáng)硬度的變化。 Another method is the electrochemical corrosion method, that is % of the sample test in sodium chloride medium polarization curves and circulatio