16mn槽钢晶间腐蚀性能的研究及技术进步_公司新闻_山东省龙川金属材料有限公司

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16mn槽钢晶间腐蚀性能的研究及技术进步
作者:山东省龙川金属材料有限公司 来源:http://www.sagemomma.com 时间:2017/5/13 18:15:14

16mn槽钢晶间腐蚀性能的研究及技术进步

 

 

  16mn槽钢的晶间腐蚀是一种腐蚀破坏现象,表现为晶粒间丧失结合力,以致材料的强度变差。对于晶间腐蚀的产生原因有许多不同的理论,如贫铬理论、晶界吸附理论、沉淀相亚稳论、亚稳相溶解理论、应力论、沉淀相形貌论和腐蚀电化学理论等。
  其中,贫铬理论是***早提出且被广泛接受的理论。对16mn槽钢,晶界处的晶格是不完整的,有利于金属原子的扩散;在晶界及其邻近区域的的Cr会由于碳化物Cr23C6在晶界的沉淀而发生贫乏现象,造成晶界周围出现贫铬区,当Cr质量分数降低至12%左右时,在某些腐蚀介质中沿着材料晶界产生腐蚀,使晶粒间丧失结合力,即产生晶界腐蚀现象。
  16mn槽钢(UNSS32168)是在TP30416mn槽钢基础上加入Ti元素,以增强其抗晶间腐蚀能力和耐高温性能,其原理是形成稳定的MC型碳化物TiC,以碳化物形成自由焓变化来衡量,TiC远比碳化铬稳定,可减少碳化铬的形成。
  在欧美等发达地区市场,16mn槽钢已逐渐被TP304L、TP316L等低碳、超低碳16mn槽钢无缝钢管替代;但在我国,16mn槽钢的需求量仍然很大,根据国际16mn槽钢论坛(ISSF)公布的数据显示,2012年,我国16mn槽钢的表观消费量在10万t左右。由于生产工艺与检验条件的限制,目前国内生产的16mn槽钢耐晶间腐蚀性能合格率不高,一次检验合格率为80%左右。山西太钢16mn槽钢钢管公司自2009年投产以来,16mn槽钢产量约占总产量的35%,晶间腐蚀检验一次合格率在70%左右,远低于其他16mn槽钢产品的水平(≥95%)。为提高成材率,更好地满足用户需要,该公司技术人员针对16mn槽钢耐晶间腐蚀性能进行了技术攻关,目标为将一次检验合格率提高至95%以上,达到日本住友金属公司等国外先进制造商的水平。
  目前国内16mn槽钢的生产大都采用穿孔→冷轧(拔)→热处理→矫直→酸洗→检验→包装的生产方式。钢管在冷变形后,采用固溶热处理清除变形应力和改善组织,即把钢管加热至奥氏体碳饱和曲线以上温度保温,使碳化物充分溶解到固溶体中再快速冷却,将高温组织在室温下固定下来,获得碳的过饱和固溶体。通过对标活动,对生产流程进行分析,从化学成分控制、热处理制度调整、脱脂工艺优化等方面入手,使得16mn槽钢的晶间腐蚀一次检验合格率稳定在95%以上,达到攻关目标。具体表现在:
  (1)通过化学成分设计,调整C、Cr、Ni、Ti等元素比例,可优化16mn槽钢耐晶间腐蚀性能;
  (2)16mn槽钢进行固溶热处理时,炉内还原性气氛易造成钢管表面增碳;弱氧化性气氛对钢管表面质量较好,消除了增碳因素,且节约能源;
  (3)16mn槽钢冷轧后脱脂不净,对热处理后钢管表面质量影响较大,对耐蚀性能亦有不良影响;通过改进脱脂方法,可有效改善钢管耐晶间腐蚀性能;
  (4)固溶热处理保温温度设定为1050℃,对16mn槽钢的耐晶间腐蚀性能有利;
  (5)若16mn槽钢在敏感温度区间(450~900℃)内使用且环境存在强腐蚀介质,应对钢管进行稳定化处理。


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