1、D O I:1 0.1 1 9 7 3/f s y f h-2 0 2 3 0 2 0 1 3硼对装饰用不锈钢组织与耐蚀性的影响刘 涛1,王晓晨2(1.重庆工程职业技术学院,重庆 4 5 0 0 4 6;2.重庆大学,重庆 4 0 0 0 4 4)摘 要:通过金相 显 微 镜、扫 描 电 镜 和 电 化 学 工 作 站 等 设 备,研 究 了 固 溶 态 和 时 效 态 无 硼 和 含 硼(质 量 分 数0.0 0 4%)不锈钢的显微组织和耐蚀性。结果表明:固溶态无硼不锈钢和含硼不锈钢的组织都为单一奥氏体,时效态不锈钢中会析出相,硼的添加有助于改善不锈钢中富钼相的存在形式;相较于无硼不锈钢,含
2、硼不锈钢的自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度、点蚀电位和腐蚀速率更小,表明其具有更好的耐蚀性;与无硼不锈钢比,相同热处理条件下含硼不锈钢的容抗弧半径和相位角更大、钝化膜电阻更小;随着时效时间延长,无硼不锈钢与含硼不锈钢的电荷转移电阻和钝化膜电阻都逐渐减小,双电层电容和钝化膜电容都逐渐增大;含硼不锈钢的耐点蚀性能优于无硼不锈钢,这主要与硼加入后改善了不锈钢中相的存在形式,提高了钝化膜的致密度和稳定性有关。关键词:不锈钢;硼;时效;显微组织;耐点蚀性能中图分类号:T G 1 4 2.7 1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 5-7 4 8 X(2 0 2 3)0 2-0 0 7 5-0 7E f f
3、 e c t o f B o r o n o n M i c r o s t r u c t u r e a n d C o r r o s i o n R e s i s t a n c e o f D e c o r a t i v e S t a i n l e s s S t e e lL I U T a o1,WANG X i a o c h e n2(1.C h o n g q i n g V o c a t i o n a l I n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n g,C h o n g q i n g 4 5 0 0 4 6,C h
4、 i n a;2.C h o n g q i n g U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 4,C h i n a)A b s t r a c t:T h e m i c r o s t r u c t u r e a n d c o r r o s i o n r e s i s t a n c e o f B-f r e e a n d B-c o n t a i n i n g(m a s s f r a c t i o n o f 0.0 0 4%)s t a i n l e s s s t e e l s i n s o l
5、i d s o l u t i o n s t a t e a n d a g i n g s t a t e w e r e s t u d i e d b y m e a n s o f m e t a l l o g r a p h i c m i c r o s c o p y,s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y(S EM)a n d e l e c t r o c h e m i c a l w o r k s t a t i o n.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t
6、 h e m i c r o s t r u c t u r e o f B-f r e e a n d B-c o n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l s i n s o l i d s o l u t i o n s t a t e w a s s i n g l e a u s t e n i t e,a n d p h a s e p r e c i p i t a t e d i n s t a i n l e s s s t e e l i n a g i n g s t a t e.T h e a d d i t i o n o
7、 f B w a s h e l p f u l t o i m p r o v e t h e e x i s t e n c e f o r m o f M o-r i c h e d p h a s e i n t h e s t a i n l e s s s t e e l.C o m p a r e d w i t h t h e B-f r e e s t a i n l e s s s t e e l,t h e B-c o n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l h a d a m o r e p o s i t i v e c
8、 o r r o s i o n p o t e n t i a l,a n d t h e c o r r o s i o n c u r r e n t d e n s i t y,p i t t i n g p o t e n t i a l a n d c o r r o s i o n r a t e o f B-c o n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l w e r e l o w e r,w h i c h i n d i c a t e d t h a t t h e B-c o n t a i n i n g s t a i
9、 n l e s s s t e e l h a d b e t t e r c o r r o s i o n r e s i s t a n c e.C o m p a r e d w i t h t h e B-f r e e s t a i n l e s s s t e e l u n d e r t h e s a m e h e a t t r e a t m e n t c o n d i t i o n s,t h e c a p a c i t i v e a r c r a d i u s a n d p h a s e a n g l e o f t h e B-c o
10、 n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l w e r e l a r g e r,a n d t h e r e s i s t a n c e o f p a s s i v a t i o n f i l m w a s s m a l l e r.A s t h e a g i n g t i m e i n c r e a s e d,t h e c h a r g e t r a n s f e r r e s i s t a n c e a n d p a s s i v a t i o n f i l m r e s i s t a
11、 n c e o f t h e B-f r e e s t a i n l e s s s t e e l a n d t h e B-c o n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l g r a d u a l l y d e c r e a s e d,w h i l e t h e d o u b l e l a y e r c a p a c i t a n c e a n d p a s s i v a t i o n f i l m c a p a c i t a n c e i n c r e a s e d g r a d u a
12、 l l y.T h e p i t t i n g r e s i s t a n c e o f t h e B-c o n t a i n i n g s t a i n l e s s s t e e l w a s b e t t e r t h a n t h a t o f t h e B-f r e e s t a i n l e s s s t e e l,w h i c h w a s m a i n l y r e l a t e d t o t h e i m p r o v e m e n t o f t h e e x i s t e n c e f o r m o
13、 f p h a s e i n s t a i n l e s s s t e e l a n d t h e e n h a n c e m e n t o f d e n s i t y a n d s t a b i l i t y o f p a s s i v a t i o n f i l m d u e t o a d d i t i o n o f B e l e m e n t.K e y w o r d s:s t a i n l e s s s t e e l;b o r o n;a g i n g;m i c r o s t r u c t u r e;p i t t
14、 i n g c o r r o s i o n r e s i s t a n c e 不锈钢装饰板由于具有独特的金属光泽、良好的物理和化学性能等优点,在建筑装饰、化工和汽车收稿日期:2 0 2 1-0 2-0 5基金项目:中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金(s w u 2 0 1 9 0 0 3);教育部专项资金(4 1 5 1 5 0 0 0 0 5)通信作者:刘 涛(1 9 7 8-),副教授,研究方向为建筑装饰材料,1 3 9 8 3 9 9 4 2 5 0,w a v e l i u 7 81 2 6.c o m等领域有着广泛应用1。相较于常规奥氏体不锈钢,
15、装饰用不锈钢中铬和钼等元素的含量较高,因此在凝固和后续热加工过程中会形成钼元素的偏析并产生富钼相,从而影响材料的耐点蚀性能2-4。装饰用不锈钢对耐蚀性能有较高要求,故降低不锈钢中钼元素的偏析并抑制富钼相的析出是亟待解决的技术难题5。硼元素具有抑制铁素体形成元素在晶界57第4 4卷 第2期2 0 2 3年2月腐蚀与防护C O R R O S I ON&P R O T E C T I ONV o l.4 4 N o.2F e b r u a r y 2 0 2 3偏聚的特性6,有望改善装饰用不锈钢中钼元素的偏析和抑制富钼相的析出,目前国内外在这方面的研究报道较少,其具体的作用机理也不清楚4,7-8
16、。为此,本工作以0 0 C r 2 0 N i 1 8 M o 6 C u N不锈钢为原型,向该不锈钢中添加了微量的硼元素,对比分析了不含硼和添加0.0 0 4%(质量分数)硼元素不锈钢的显微组织和耐蚀性能,以期为高耐蚀性装饰用不锈钢的开发与工业化应用提供参考。1 试验试验材料为不含硼和含0.0 0 4%(质量分数)B的0 0 C r 2 0 N i 1 8 M o 6 C u N不锈钢(以下分别称无硼和含硼不锈钢),热轧态无硼和含硼不锈钢板在重庆钢铁(集 团)有 限 责 任 公 司 进 行 制 备,钢 板 厚 度 为1 0 mm,采用电感耦合等离子发射光谱法测得不锈钢的化学成分如表1所示。表1 试验用不锈钢的化学成分T a b.1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f e x p e r i m e n t a l s t a i n l e s s s t e e l不锈钢质量分数/%CS iM nPSC rN iM oC uNBF e无硼0.0 1 10.0 20.5 60.0 1 20.0 0 22 0.2 91 7.9 96.1
