钟卫[1]2004年在《磷化工用新型铁素体不锈钢的研制及应用研究》文中进行了进一步梳理磷化工是国民经济的一个重要基础产业，其主要产品磷酸、各类磷酸盐和磷肥等作为工农业生产不可缺少的基础原料，应用十分广泛。但是，由于磷化工生产过程中腐蚀与磨损恶性相互促进作用，造成磷化工设备使用寿命偏短，以致严重制约了磷化工生产的健康发展。因此，针对磷化工行业的特点研究开发和最终生产应用新型高效的耐腐蚀、耐磨蚀材料是材料工作者十分关注的研究课题。高铬铁素体不锈钢在磷化工工况中表现出优良的耐蚀性、耐磨蚀性，且成分为低镍或无镍，进行开发应用较符合我国的国情。但是，该种材料往往表现出较大的脆性，有时易发生脆裂，使其生产和应用受到限制。本文研制了一种新型铁素体不锈钢，通过微合金化途径和工艺优化方法，明显改善了此类铁素体不锈钢的性能。本文根据磷化工工况对设备材料性能的要求，从磷酸料浆泵叶轮失效分析出发，进行新型铁素体不锈钢材料化学成分及加工工艺设计，并且制备了试样。通过对试样进行力学性能、金相、电子扫描探针、腐蚀磨蚀等一系列试验，观察和分析了钢的显微组织，研究了钢的性能。由于在不锈钢微合金化原理方面的研究还比较缺乏，本文对铁素体不锈钢微合金化理论进行了探讨，并提出了相应的理论计算方法。同时，根据实验室研究成果，进行了工业化生产条件下新型铁素体不锈钢的熔炼、铸造、热处理等工艺技术。采用上述工艺技术可明显改善新型不锈钢铸件的强韧性，使其铸造生产成品率显着提高。最后，对新型铁素体不锈钢进行了市场分析、经济效益分析及社会效益分析。并且在此基础上，进行了推广应用方面的研究，希望向社会推荐出一种材料界认可的新型不锈钢材料。
程莲萍[2]2002年在《磷化工设备用铁素体不锈钢的组织、性能研究》文中研究说明本文介绍了磷化工设备用铁素体不锈钢Cr30Mo的研制，包括钢的化学成分设计，熔炼、铸造及热处理工艺设计。采用了金相显微镜、X射线衍射、电子探针等显微分析手段和力学试验、电化学试验、腐蚀磨损试验、观场挂片试验等多种试验方法，观察和分析了钢的显微组织，研究了钢的性能，并对不锈钢的磨蚀机理、脆性机理、微合舍化等问题进行了较为全面的探讨。 通过实验室的电化学试验、腐蚀磨损试验和磷肥厂的现场挂片试验结果分析，表明：Cr30Mo铁素体不锈钢高铬低碳的配合，保证其在磷酸料浆中具有足够的耐蚀性：Cr30Mo中(Fe，Cr)_23C_6、(Fe，Cr)_7C_3、Mo_2C、等碳化物硬质点从基体的弥散沉淀析出可提高钢的硬度和耐磨性，使得钢在磷酸料浆中具有良好的耐磨蚀效果。 对不同含碳量的铁素体不锈钢Cr30Mo的组织结构、力学性能、磨蚀性能和断口形貌的分析后认为，碳含量增大，对钢的硬度提高有利，但对钢的韧性、耐磨蚀性很不利。随碳含量提高，晶界上碳化物萌发、扩展呈网状，铸件脆断由解理断裂发展为沿晶断裂，同时铁素体不锈钢晶间腐蚀倾向增大。 研究了铌、钒、钛、稀土元素对不锈钢的组织结构、力学性能、磨蚀性能和脆性的影响，结果表明微合余化是提高铁素体不锈钢耐蚀性，降低脆性的有效途径。其中，稀土能够净化铁索体晶界，并起到变质剂的作用，细化铁素体晶粒，改善不锈钢的韧性；铌、钒、钛能够与钢中的碳结合，减少固溶铬的损失，从而避免晶间腐蚀，同时细小微合金碳化物的沉淀析出可提高不锈钢的耐磨性。并且，由于微合金碳化物尺寸很小，可达2～3nm，对于微裂纹扩展有一定的约束作用。 为了全面改善Cr30Mo铁素体不锈钢的性能，充分发挥不锈钢的微合金化作用，对于不锈钢的热处理工艺进行探讨，提出高温固溶处理，控制冷却措施。
梁景恒[3]2012年在《磷酸料浆泵叶轮用不锈钢材质探究》文中提出磷酸料浆成分复杂,在料浆运输过程中,料浆泵叶轮受到腐蚀和固液双相流冲刷磨损的交互作用,加速叶轮失效。经过长时间的使用与验证,Cr30高碳高铬不锈钢高的硬度和优良的耐腐蚀能力,以及节约贵重金属镍的经济意义,使其在众多耐蚀合金中脱颖而出。但是它本身也有很大的缺点：为了提高耐磨性而增加含碳量,含碳量比较高必然消耗过多的铬元素,碳化物沿晶界分布,晶界临近处含铬量降低,容易引发晶间腐蚀；Cr30原始基体为铁素体组织,脆性大,塑性差,成品率很低。因此,改变碳化物的分布,提高基体的韧性、硬度以及抗腐蚀能力,改善其成型能力和成品率,具有重要的意义。本课题是在实验室的条件下,首先对Cr30高碳高铬铁素体不锈钢材料的组织和性能有了基本的了解,发现碳含量增多奥氏体组织出现,使得碳化物分布弥散并且韧性增加,所以考虑添加奥氏体稳定化元素,然后将微合金化、变质、奥氏体化(加氮、镍)以及热处理等进行不同的组合,对Cr30原材料进行改善,借助(高倍)视频显微镜、硬度计、冲击试验机及扫描电镜SEM、XRD等对组织以及从组织中腐蚀出来的碳化物形貌进行分析,同时并用LK2005A电化学工作站测量其极化曲线。实验结果表明：Cr30基体为铁素体,其固溶碳元素能力有限,大部分碳元素会以碳化物形式分布在境界,K/Na稀土复合变质剂不能够改变原始状态下Cr30中碳化物分布,但是一定范围内能够细化晶粒；当引入氮元素时,晶粒先得到细化,并伴随着碳化物的细化分散,热处理能进一步弥散碳化物；加入镍之后,铸态下基体中存在奥氏体组织,碳化物开始断网,继续添加氮元素,碳化物已经不再呈现网状,而此时变质剂有效,使组织更均匀,碳化物更加弥散,而此时热处理也有效,能够使碳化物网薄弱处断开,碳化物尖端变得圆钝。对结果进行分析：单独加入氮元素,氮元素能够和铬元素化合为氮化物,而碳氮化物互溶,氮作为表面活性元素优先在晶界偏聚,可以作为碳化物形成的核心,同时氮元素还能够降低铬的扩散系数,阻碍碳化物的长大,故而碳化物数量增多,更加弥散分布,细化晶粒,碳化物形貌并未发生变化,氮单独使用稳定奥氏体能力并不突出,主要作用是细化碳化物；当材料中加入镍之后组织中出现明显的奥氏体组织,碳化物形貌开始发生变化,继续添加氮元素时奥氏体组织增多,碳化物形貌也发生剧烈变化,分析为奥氏体组织的出现,固溶了碳化物中部分碳元素,使碳化物薄弱部分得以断开,复合变质剂能够使组织均匀化,配以热处理能够使碳化物更加弥散分布,硬度提高。性能测试：Cr30高碳高铬铁素体不锈钢原始状态下硬度为HRC22.7,冲击韧性值2.1J/cm2,其腐蚀极化曲线中临界电位是-0.544V,腐蚀速度为2.1288mg/cm2·h;而改善后最终状态下硬度为HRC42.9,冲击韧性为22.6J/cm2,其腐蚀极化曲线中临界电位是-0.352V,腐蚀速度0.11629mg/cm2·h。
参考文献：
[1]. 磷化工用新型铁素体不锈钢的研制及应用研究[D]. 钟卫. 昆明理工大学. 2004
[2]. 磷化工设备用铁素体不锈钢的组织、性能研究[D]. 程莲萍. 昆明理工大学. 2002
[3]. 磷酸料浆泵叶轮用不锈钢材质探究[D]. 梁景恒. 山东大学. 2012
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