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      1. 雙相不銹鋼

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        雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法

        來源:至德鋼業 日期:2020-09-19 02:46:30 人氣:719

         浙江至德鋼業有限公司發現一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法,S1、使用數點法和鐵素體儀分別測定不同敏化時間雙相不銹鋼中的有害相含量,并把兩種結果繪制成關系圖;S2、測定不同有害相含量雙相不銹鋼的硬度,并繪制有害相含量與硬度的關系圖;S3、將不同有害相含量雙相不銹鋼分別進行溶液侵蝕和電解侵蝕,并觀察兩種侵蝕方法的金相組織的相似性,獲得金相圖譜;S4、依據關系圖和金相圖譜對現場檢測結果進行比對,現場判斷雙相鋼中是否存在有害相,估算有害相的體積分數。該發明通過將準確的實驗室方法與可操作的現場方法間建立聯系,可現場快速判斷雙相鋼母材中是否存在有害相,該方法簡單實用,節省了取樣回實驗室分析的時間和成本。


         1. 一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法,其特征在于,包括以下步驟:


         S1、使用數點法和鐵素體儀分別測定不同敏化時間雙相不銹鋼中的有害相含量,并把兩種結果繪制成關系圖;


         S2、測定不同有害相含量雙相不銹鋼的硬度,并繪制有害相含量與硬度的關系圖;


         S3、將不同有害相含量雙相不銹鋼分別進行溶液侵蝕和電解侵蝕,并觀察兩種侵蝕方法的金相組織的相似性,獲得金相圖譜;


         S4、依據步驟S1、S2獲得的關系圖和步驟S3的金相圖譜對現場檢測結果進行比對,現場判斷雙相鋼中是否存在有害相,使用步驟S1、S2獲得的關系圖和現場測試的硬度、鐵素體含量估算有害相的體積分數。


        2. 根據權利要求1所述的一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法,其特征在于,所述步驟S3中溶液侵蝕中使用的溶液為0.2克焦亞硫酸鈉、10毫升鹽酸、200毫升水的焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液,電解侵蝕溶液為氫氧化鈉與水按設定重量比配置的氫氧化鈉水溶液。


        3. 根據權利要求1所述的一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法,其特征在于,步驟S4中現場判斷雙相鋼中是否存在有害相的具體方法為:使用可現場無損測試的便攜式硬度計和鐵素體儀分別測試硬度值和鐵素體含量。


        一、技術領域


         本發明涉及金屬材料中有害相檢測領域,尤其是一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法。


        二、背景技術


         雙相不銹鋼含鐵素體約30%~50%、奧氏體約50%~70%,具有良好的力學性能和耐蝕性能。σ相是一種具有四方晶體結構且富鉻、鉬的脆硬金屬間化合物,析出σ相將嚴重危害雙相不銹鋼的力學性能和耐蝕性能。雙相不銹鋼在600~1000℃暴露一段時間會析出σ相。σ相通常由鐵素體共析分解形成,因此,析出σ相會消耗鐵素體的含量。有許多試驗結果表明,析出σ相一定會伴生雙相不銹鋼在氯離子環境下的點腐蝕,這是由σ相/鐵素體相界和σ相/奧氏體相界的貧鉻、鉬區域導致的。


         石油化工、海上鉆采等行業大量使用雙相不銹鋼來抵抗氯離子腐蝕,但是由于裝備制造過程繁多,稍有不慎就會有σ相析出,并且近年來因σ相析出導致的生產事故常有發生,嚴重危害人民財產安全。因此,檢測雙相不銹鋼中是否存在σ相非常重要。目前用于檢測σ相析出的標準試驗方法主要有氫氧化鈉電解侵蝕試驗、夏比沖擊試驗和三氯化鐵腐蝕試驗等,這些試驗方法都需要破壞性取樣并在實驗室進行測試分析,無法在設備本體進行無損壞的現場分析,且不利于現場快速確定是否存在σ相析出,進而導致生產不連續性帶來的經濟損失。


        三、發明內容


         為了克服上述現有技術存在的不足,為此,本發明提供一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法。


         為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:


         詳細地說,所述步驟S3中溶液侵蝕中使用的溶液為0.2克焦亞硫酸鈉、10毫升鹽酸、200毫升水的焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液,電解侵蝕使用氫氧化鈉與水按設定重量比配置的氫氧化鈉水溶液。


         詳細地說,步驟S4中現場判斷雙相鋼中是否存在有害相的具體方法為:使用可現場無損測試的便攜式硬度計和鐵素體儀分別測試硬度值和鐵素體含量。


         本發明的優點在于:本發明通過將準確的實驗室方法與可操作的現場方法間建立聯系,可現場快速判斷雙相鋼中是否存在有害相,該方法簡單實用,節省了取樣回實驗室分析的時間和成本,并節省了由此耽誤生產的成本,為石油煉化等相關行業雙相不銹鋼母材的安全服役提供了技術支撐。


        四、具體實施方式


          一種雙相不銹鋼中有害析出相的快速檢測評價方法,該方案使用的雙相不銹鋼中按重量百分比,合金元素包括不大于0.03%的碳,不大于2%的錳,22~23%的鉻,4.5~6.5%的鎳,3.0~3.5%的鉬,不大于1%的硅,0.14~0.20%的氮,不大于0.02%的硫,不大于0.03%的磷,余量為鐵。


         S1、雙相不銹鋼在850℃的條件下,分別獲得時效為0、10、30、60、90和120分鐘的6種不同σ相含量的雙相不銹鋼,使用ASTM A923標準中的氫氧化鈉電解侵蝕雙相不銹鋼并拍攝金相照片,在該實施例中,電解侵蝕溶液為氫氧化鈉與水按設定重量比配置的氫氧化鈉水溶液,使用ASTM E562標準的數點法定量表征σ相含量(fσ),使用鐵素體儀測試上述6種雙相不銹鋼的鐵素體含量,即Fn(n=0,1,2,3,4,5),使用Fn做橫坐標,fσ做縱坐標,繪制Fn-fσ關系圖,即建立實驗室數點法表征的σ相含量與便于現場無損操作的鐵素體儀讀數間的關系圖。


         S2、使用便攜式硬度計測試上述6種不同σ相含量的雙相不銹鋼的硬度,即Hn(n=0,1,2,3,4,5),使用fσ做橫坐標,Hn做縱坐標,繪制Hn-fσ關系圖,即建立σ相含量與便于現場無損操作的硬度計讀數間的關系圖。


         S3、對6種不同σ相含量的雙相不銹鋼分別采用溶液侵蝕和標準氫氧化鈉電解侵蝕,并分別拍攝金相照片,其中溶液侵蝕中使用的溶液為0.2克焦亞硫酸鈉、10毫升鹽酸、200毫升水混合后形成的焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液,該方案驗證了適于現場檢測的焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液可有效分辨σ相,如圖所示,圖為焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液侵蝕的金相照片,其中顏色最深的表征鐵素體、顏色較淡的表征奧氏體,顏色最淡的表征σ相。圖中電解侵蝕,其中顏色最深的表征σ相,顏色較淡的表征鐵素體,顏色最淺的表征奧氏體。然后使用焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液侵蝕6種σ相含量的雙相不銹鋼并拍攝金相照片,建立金相圖譜,如圖所示。


         S4、對某一含σ相的雙相不銹鋼先采用焦亞硫酸鈉鹽酸水溶液侵蝕并使用金相顯微鏡觀察金相組織,獲得如圖5所示的金相照片,對照如圖4的金相圖譜定性確定含有σ相,然后使用可現場無損測試的便攜式硬度計和鐵素體儀分別測試硬度值和鐵素體含量,分別為F n=275HV和F n=32%,依據圖1和圖2估算σ相的含量約為fσ=18%。


         以上僅為本發明創造的較佳實施例而已,并不用以限制本發明創造,凡在本發明創造的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明創造的保護范圍之內。


        本文標簽:雙相不銹鋼 

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