15MnNiCrMoV与1Cr13异质钢焊接接头的耐蚀性研究.pdfVIP

张 敏等 ：15MnNiCrMoV与 1Crl3异质钢焊接接头的耐蚀性研究 低碳调质钢就会发生较为严重的腐蚀。在体积分数 钢 1Crl3一侧 的腐蚀较为严重。 为 10％的HC1腐蚀介质中，腐蚀的主要化学方程 由于在异质钢 的焊接接头中，焊条的选用是 为 ：阳极反应过程是金属的溶解 ，M—M +2e； 以不锈钢为准的，如前所述 ，本次试验的焊条为 阴极反应过程是氢离子的还原 ，2H++2e—H。 A302，从熔敷金属的化学成分可知，焊缝处的 金属在 HC1中都受到腐蚀而放出H：，称为氢 金属含有较多 Cr和 Mo元素 ，所 以焊缝处 的腐 去极化反应。金属在 HC1中的反应要受到金属本 蚀 比热影响区浅 。 质的影响，金属中所含阴极性杂质的氢过电位越 2-2 异质钢焊接接头在H2S0 中的腐蚀 小 ，腐蚀越严重。阴极化杂质越多，阴极面积越 在腐蚀过程 中，将异质钢焊接接头试样在 大 ，则氢去极化的腐蚀就越严重。Fe在HC1中的 体积分数为 l0％的H2SO 溶液 中腐蚀 5天之后 ， 腐蚀随着含碳量的增加而加剧就是如此。金属表面 取 出试样洗净 、观察 ，腐蚀试样宏观形貌如 图 状态对氢过电位也有很大的影响，在光滑表面中， 2所示 。从 图 2可 以看 出，靠近低碳调质钢 因为它的实际面积小 ，电流密度小 ，氢过 电位就 15MnNiCrMoV一侧 的腐蚀 比靠近不锈钢 1Crl3 小 ，所以氢去极化的腐蚀也就越严重。在 35℃， 一 侧 的严重 ，其主要表现在热影响区上。靠近低 体积分数为 10oo／的HC1溶液 中，不锈钢 1Crl3一 碳调质钢 15MnNiCrMoV一侧 HAZ区的大小明显 侧的焊接接头腐蚀程度比 15MnNiCrMoV侧严重 ， 减少 ，沿熔合线 的断层明显 ，有 3mm左右 的厚 造成此种结果的主要原因在于异质钢焊接接头中， 度 ，且靠近边缘处出现掉块的现象，侧面凹凸不 热处理工艺主要是以 15MnNiCrMoV为准的，根据 平 ，有大量的腐蚀坑 ，上表面也有较深的腐蚀纹 不锈钢的热处理要求 ，其在低于950℃加热和保 存在 ，焊缝处的腐蚀较浅。靠近不锈钢 1Crl3一 温时，会有碳化物M∞C析出，而在析出的碳化物 侧的焊接接头腐蚀 的程度也同样表现在 HAZ区 长大的过程中，要消耗周围的Cr，产生贫 Cr区， 上，试样发生全面的均匀腐蚀 ，沿着熔合线四周 所以会出现易腐蚀区；另外，可能还会有金属间 出现厚度相近 的断层 ，HAZ上也存在大量的腐 x相的析出，再加上 C1-的强穿透能力，所 以不锈 蚀瘤及腐蚀纹，焊缝的腐蚀较浅。 (a)15MnNiCrMoV~tJ (b)1Crl3~Jl 图2 试样经体积分数为 10％的H~S04溶液腐蚀后宏观照片 同样 ，在体积分数为 10％的H：SO 腐蚀介质 Cr在不含卤素离子的氧化性介质中很容易钝化 ， 中，试样 的腐蚀是 由于在金属表面形成腐蚀 电 当Cr加入合金 (包括铁基、镍基或钛基合金)中 池 ，合金钢中金属 的溶解即为电池的阳极 ，在缺 时，常常把它的这种性质带给合金 ，从而对材料 氧的条件下，金属腐蚀 的阴极反应是氢离子的还 的继续腐蚀起到了一定 的阻碍作用。相反 ，从表 原，但是氢活化电位高，阴极上只被一层氢原子 1中可 以看 出，在低碳调质钢 15MnNiCrMoV中， 覆盖，而生成的硫酸盐却把氢原子消耗掉，于是 起到防腐蚀作用的合金元素含量相当少 ，所 以， 去极化反应得 以顺利进行。总的化学反应方程式 在体积分数为 10％的HSO 腐蚀介质 中，靠近低 为_4J：4Fe+SO]q-4HzO+FeS+3Fe(OH)2+20H一，稀 碳调质钢 15MnNiCrMoV一侧 的腐蚀 比靠近不锈 硫酸是