Cr25型双相不锈钢的耐腐蚀性能

Ｃｒ２５型双相不锈钢的耐腐蚀性能

赵钧良杨智豪宋洪伟方静贤

宝山钢铁股份有限公司

２００９４０

摘要：本文简要介绍了几种Ｃｒ２５型双相不锈钢的耐腐蚀性能．通过对其在各种条件下的腐蚀性能测试，证实Ｃｒ２５型双相不锈钢具有优良的耐点腐蚀性能、耐应力腐蚀性能和耐冲刷腐蚀能力．关键词：双相钢、不锈钢、腐蚀性能

ＴｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩ沁ｓｉｓｔａｎｃｅＯｆＣｒ２５．Ｃｌａｓｓ

ＤｕｐｌｅｘＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌ

ＺｈａｏＪｕｎ－・Ｌｉａｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓｓｉｍｐｌｙ

ＳｏｎｇＨｏｎｇ－Ｗｅｉ

ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣＯ．．ＬＴＤ．２００９４０

ＹａｎｇＺｈｉ・－Ｈａｏ

ＦａｎｇＪｉｎｇ－Ｘｉａｎ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＣｒ２５・ｃｌａｓｓｄｕｐｌｅｘｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ．Ｉｔｉｓｐｒｏｖｅｄ

ｂｙｔｈｅｔｅｓｔ，ｉｔｓｐｉｔｔｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｔｓｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ

ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

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ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ．

ｓｔａｉｎｌｅｓｓ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｕｐｌｅｘｓｔｅｅｌ

ｓｔｅｅｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

１前言

Ｃｒ２５型双相不锈钢是继Ｃｒｌ８型、Ｃｒ２２型双相不锈钢后发展的新一类双相不锈钢，是在８０年代后期，在以瑞典的ＳＡＦ２２０５和美国的￥３１８０３为为基础发展起来的双相钢不锈钢一称为超级双相不锈钢，已有ＳＡＦ２５０７、ＵＲ５２Ｎ＋、Ｚｅｒｏｎｌ００及￥３２７５０等牌号，它具有更高的耐腐蚀性能，它的孔蚀系数（ＰＲＥＮ）大于４０。国际上双相不锈钢广泛应用于石油化工业、运输业、纸

浆和造纸工业、建筑业等几大领域。

Ｃｒ２５型双相不锈钢是由奥氏体和铁素体组成的不锈钢，铁素体含量在４０￣６０％。它兼具铁

素体钢和奥氏体钢的特性：具有较高的强度（尤其是屈服强度）和导热性，良好的加工性和焊

接性，较低的线膨胀系数和焊接热裂倾向；同时具有优良的耐应力腐蚀和腐蚀疲劳抗力¨’２’３１，

是一种极具成本效益的工程材料。

国内由于起步较晚，在研究、生产和应用中也相对落后。我公司经过研究先后生产了Ｃｒｌ８型、Ｃｒ２２型、Ｃｒ２５型低氮和高氮的双相不锈钢，应用于石油化工业和造船业等领域，并一赢

以批量生产来满足市场的需求，在国内处于领先的水平。本文将介绍我公司在双相不锈钢方面的部分研究内容。２试验料的准备

我公司双相不锈钢的冶炼主要是由１８吨ＥＡＦ＋ＡＯＤ和６吨ＥＡＦ＋ＶＯＤ来完成的：根据要求再

进行相应的电渣、锻造、热轧和制管等生产过程，来满足用户的各种要求。本研究所需的各种

试验料都是在生产过程中提取的。本文所牵涉的钢种为ＯＯＣｒ２小ｉ棚。烈和ＯＯＣｒ２５Ｎｉ７Ｍｏ—Ｎ。

双相不锈钢的铁素体含量的研究是在热轧成①６０～９０棒材上取样，并按要求加工成所需的

试样再进行各种热处理。

双相不锈钢的耐腐蚀性能的研究是在热轧棒材上取样，雨经过１０８０℃、保温６０分钟、水冷的热处理；然后加工成所需的试样。

３

Ｃｒ２５型双相不锈钢的耐腐蚀性能分析

３．１Ｃｒ２５型双相不锈钢的耐点腐蚀性能

３．１．１测试结果

ＯＯＣｒ２５Ｎｉ６Ｍ０２Ｎ和ＯＯＣｒ２５Ｎｉ７Ｍ０４Ｎ双相不锈钢试样，在３，５％ＮａＣＩ、３５℃条件下，采用标准甘汞电极作为参比电极，进行测定，结果列于表１。从中可知，双相不锈钢的击破电位（Ｅｂ）和保护电位（Ｅｐ）都很高，击破电位（Ｅｂ）大于＋１０００ｍｖ，大大高于３１６Ｌ不锈钢。

采用了美国ＡＳＴＭ试验方法，测定了双相不锈钢在多种条件下的腐蚀情况，列于表２。

在青岛的海港挂片试验中也证实双相不锈钢具有优良的耐点腐蚀性能，表３。

２９

表１击破电位（Ｅｂ）和保护电位（Ｅｐ）

材料

００Ｃｒ２ｓＮｉ７Ｍ０４ＮＯＯＣｒ２５Ｎｉ６Ｍ０２Ｎ

３１６Ｌ

击破电位（Ｅｂ），ｍｖ

＞＋１０００＋１０５０＋２６０

保护电位（Ｅｐ），ｍｙ

＋９５０＋９５０

．５０

表２不同条件下双相不锈钢的耐腐蚀情况

钢

种

试验条件

６％ＦｅＣｌ３溶液、３５＇Ｃ、２４ｈｒ、ＰＨ＝Ｉ．２

损重率ｍｇ／ｄｍ２・天

００Ｃｒ２５ＮｉＴＭ０４Ｎ

７．６８０

０．８３０６％ＦｅＣｌ３溶液、２５。Ｃ、２４ｈｒ、ＰＨ＝Ｉ．２

表３海港挂片试验结果

Ｔ曲ｌｅ３Ｒｅｓｕｌｔｏｆｍａｒｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｅｓｔ

标准

ＡＳＴＭＡ９２３．Ｏｌ

材料

００Ｃｒ２ｓＮｉ６Ｍ０２Ｎ

３０４Ｌ

结

有很浅蚀斑印，但测不出腐蚀深度。经一个月全浸后取出检验，己腐蚀穿孔。

果

经过二年半的海水全浸后，仅在个别藤壶粘着处下有浅蚀斑；人工缝隙处仅见

３．１．２分析

，．

双相不锈钢具有优良的耐点腐蚀性能是与其它双相不锈钢的性能一致的ｕ１，这是因双相

不锈钢的特性决定的。因为对于不锈钢的耐点腐蚀能力，目前一般用孔蚀指数（ＰＲＥ）比“’来表

示：

ＰＲＥ＝％Ｃｒ＋３．３％Ｍｏ＋１６％ＮＰＲＥ＝％Ｃｒ＋３．３％Ｍｏ＋３０％Ｎ

…………………………………………

双相不锈钢奥氏体不锈钢

孔蚀指数（ＰＲＥ）数值越大，耐点腐蚀能力越强。表４是几种不锈钢材料的孔蚀指数（ＰＲＥ）值，表明三种双相不锈钢孑Ｌ蚀指数大于３６，大大高于一般几种不锈钢。它的耐点腐蚀能力也将大大优于一般几种不锈钢。

另外，从表１的击破电位（Ｅｂ）和保护电位（Ｅｐ）也同样能说明问题，因为击破电位（Ｅｂ）是金属开

始产生点蚀的电位值；而保护电位（Ｅｐ）是金属完全不产生点蚀的电位界限，亦即金属电位低予

保护电位时不会发生点蚀，即使存在点蚀坑也会被重新钝化。双相不锈钢的击破电位（Ｅｂ）大于＋１０００ｍｖ，保护电位（Ｅｐ）大于＋９００ｍｙ，也比其它的不锈钢高很多，所以双相不锈钢具有优良的耐点腐蚀性能。

表４几种不锈钢利料的孔蚀指数

Ｔａｂｌｅ４

ＰＲＥｏｆｓｉｘ

ｔｖＤｅｓ

ｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ

３１６ＬｆＩ

１９２５ＰＲＥ值ｌｌ

３．２Ｃｒ２５型舣相不锈钢的耐冲刷腐蚀性能

３０４

材料

３１７Ｌ

ｏｏｃｒ２ｓＮｉ６Ｍ％Ｎ

ｌ

００Ｃｒ２ｓＮｉ７Ｍ０４Ｎ

４２

３０

ｌ

３７

３．２．１测试结果

在ＣＦ－９７型冲刷腐蚀试验机上，利用青岛天然海水作为介质，’在不同的流速下，３０±２℃，

为期１０天的双相不锈钢、紫铜、镍黄铜等的磨损腐蚀试验，试件的尺寸为３×２５试结果见表５。

表５不同材料的磨损腐蚀测试结果

Ｔａｂｌｅ５

００Ｃｒ２４Ｎ

Ｒｅｓｕｌｔｏｆｕｎｉｆｏ丌ｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔａｃｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ

Ｘ

７５ｍｍ，测

６Ｍ０２ＮＢ１０镍黄铜

腐蚀速度（ｇ，ｍ２．ｈｒ）

０．０２０２９０．０５９６８０．０４３９０．２９５９６０．０６１５４０．１５３４４

ＴＵＰ紫铜

腐蚀速度（ｇ／ｍ２．ｈｒ）

０．０６６８４０．２３７３３０．３８４８９０．３７２０９

海水流速（ｍ／ｓ）

Ｏ１．５３．Ｏ

腐蚀速度（ｇ／ｍ２．ｈ０

０．０００６７Ｏ水・０．０００３９２Ｏ，００１６７０．００００９２Ｏ．Ｏ００２５４

腐蚀率（ｍｍ／ａ）

７．５×１０‘５

腐蚀率（ｍｍ／ａ）

２．０×１０。２５．８×１０‘２４．３Ｘ１０－２２．９０Ｘ１０‘１５．９Ｘ１０‘２１．５０Ｘ１０’１

腐蚀率

（ｍｍ／ａ）

６．８×１０。２

Ｏ¨ｃ

４．４２×１０－４１．８９×１０’３１．０３Ｘ１０４２．８７×１０—

２．３３×１ｏ．‘３．７８Ｘ１０。１

３．６５×１０４‘４．８６×１０’ｏ５．４８ｘ１０‘

３．０（３％０砂）＋

５．０７．０

０．４９４３３

０．５５８１２

・砂粒直径为１２肚１８０目

¨

因腐蚀量很小，且表面形成难以清洗的膜层，此流速时腐蚀失重为负值，故取为Ｏ

３０

３．２．２分析，

双相不锈钢与其它不锈钢一样，耐腐蚀是依赖于其表面的钝化保护膜。双相不锈钢因含有较高的铬、镍、钼、氮等元素，使其钝化保护膜的铬、镍、钼、氮等元素也较高，并且十分致密，所以有良好的耐腐蚀。在流动的海水条件下。由于海水的作用，化保护膜不断地被损耗和腐蚀，但因双相不锈钢具有很高的击破电位（Ｅｂ）和保护电位（Ｅｐ），海水中的氧又能自动而迅速的修补被损耗的钝化保护膜，从而使它一直具有很好的钝化保护膜，增强了其耐冲刷腐蚀能力。

３．３Ｃｒ２５型双相不锈钢的耐应力腐蚀性能

３．３。１试验结果

表６是００ＣｈＮｉｆ；ｌｌｏ。Ｎ双相不锈钢和３１７Ｌ奥氏体不锈钢在介质为４２９甜１９Ｃ１。，１４３＂Ｃ条件

表６耐应力腐蚀开裂试验结果

材料

００Ｃｒ２４Ｎｉ６Ｍ０２Ｎ

３１７Ｌ

试验应力值

３００ＭＰａ１８０ＭＰａ

断裂时间１６０小时未裂．２９小时断裂

下测得的耐应力腐蚀开裂试验结果。

从以上两表中可以看出，双相不锈钢比其它几种不锈钢材料的耐应力腐蚀都好。

３．３．２分析

双相不锈钢在正常情况的组织中有ａ铁素体相和Ｙ奥氏体相，并各占约５０％。这样在应力作用下，当在ａ铁索体相产生裂纹和传波到Ｙ奥氏体相时，其裂纹尖端形变带的应力会因形变能大的Ｙ奥氏体相而被缓和，即Ｙ奥氏体相起到了抑制和延缓裂纹的作用Ｈ１；同时双相不．锈钢的强度比一般不锈钢高一倍右左，可以承受更高的应力，这样双相不锈钢具有了比一般不锈钢更好的耐应力腐蚀能力。

４结论

经过以上的试验的分析，可以得出以下的结论：

１）双相不锈钢具有优良的耐点腐蚀性能。

２）双相不锈钢因其钝化保护膜具有自行修复能力，在流动的或静止的酸性介质中都具有良

好的耐冲刷腐蚀能力。

３双相不锈钢具有优良的耐应力腐蚀性能。参考文献

ｆｌ】王ｊｊＩ仁，姚烨，刘玉梅等

Ｖ０１．２２，Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００１

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５～８

１００－２３２

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【３】Ｊｅａｎ－ＰｉｅｒｒｅＡｕｄｏｕａｒｄ｛２００３年北京国际双相不锈钢大会论文集》北京中国特殊钢企业协会不钢分会

２００３．１０

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【４】４袁宝林料】１９８４

“双相不锈钢中（ａ＋Ｙ）组织对氢脆和应力腐蚀开裂敏感性的影响”【上海钢铁研究所内部资

【５】陆唑英，张廷凯，杨长强等

《不锈钢》北京‘原予能出版社１９９８５５６—５６７