钢金属材料在高氧化环境中抗晶间腐蚀性能

制造硝酸生产设备的主要结构材料是钢金属材料及其类似材料AISI 304L。硝酸是一种强氧化剂，其生产中使用的设备由于腐蚀损坏，使用寿命不足。开发的新体系的Cr-Ni- n -Si(≤0.03% C, 14-17% Cr, 9-11% Ni, 2-4.5% Si)奥氏体钢用于与高氧化介质接触工作。这项研究是在含氮钢03Kh17AN9的基础上进行的，这种含氮钢在一定程度上掺杂了硅，形成了奥氏体结构，而且铬和镍的含量也发生了变化。氮和硅在钢中的浓度分别为0.08 ~ 0.145和2.0 ~ 4.5%。在(14-16)% Cr-11% Ni和14-17% Cr-9% Ni两种掺杂体系中，添加氮和硅，获得了最优的阳性结果。

研究用的钢金属材料在真空感应炉中熔化，然后倒入10公斤重的锭中，锭在筒子上锻造，然后滚到10毫米厚的薄板上。样品加热至1050°C后在水中淬灭。采用DU GOST 6032的模拟方法，在直径5 mm、长度60 mm的抛光圆柱试样上测定了钢抗IGC的性能。采用模拟快速法，通过使用更具氧化性的介质，27% HNO3 + 40 g/l Cr6+将测试时间缩短至10 h。钢金属材料抗IGC试验结果。可以看出,与钢金属材料03 kh18n11相比,减少铬含量从16到14%的镍浓度11%,联合掺杂氮和硅有助于5-10-fold降低样品的质量损失和减少内容从17到14%铬和镍是5-28乘以9%。

钢金属材料含氮掺硅Cr-Ni钢在高氧化环境中抗晶间腐蚀性能的提高应归因于它能丰富表层，从而提高钝化膜的保护性能。根据Cr-Ni-N-Si的新掺杂体系，研制了在强氧化环境下不倾向于IGC的新型奥氏体钢03Kh17N9AS2和03Kh14N9AS4，比标准钢金属材料3Kh18N11具有更强的耐腐蚀性能。人们普遍认为，在与腐蚀性介质接触的条件下，钢的破坏的主要原因是金属的局部腐蚀，这导致了其工作区段的减少。然而，我们有理由相信，金属开裂的另一个原因可能是由于延迟断裂现象的发展导致的氢饱和。研究结果表明，用于高氧化介质的新型钢03Kh17N9AS2和03Kh14N9AS4的抗延迟断裂和氢脆性能也有所提高。