一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，包括如下步驟：(1)固溶態(tài)試樣制備：對Super304H鋼管進(jìn)行均勻化固溶處理，得到組織均勻的固溶態(tài)試樣；然后切取平整的板狀試樣，進(jìn)行表面研磨至平整光滑，作為噴丸處理的預(yù)處理試樣；(2)噴丸態(tài)試樣制備：設(shè)置一定的噴丸工藝參數(shù)，對表面研磨過的固溶態(tài)試樣進(jìn)行表面噴丸處理，在固溶態(tài)試樣表面獲得具有一定厚度和硬度的塑性變形層，得到噴丸態(tài)試樣；(3)脫敏熱處理：對噴丸態(tài)試樣在一定溫度和時間下進(jìn)行脫敏處理，最終獲得對晶間腐蝕不敏感的Super304H鋼脫敏樣品。本發(fā)明提供的方法對試樣形狀和尺寸基本沒有限制，操作方便，成本低，工業(yè)化應(yīng)用價值大，可以在不犧牲材料高溫強(qiáng)度的前提下，快速有效地消除Super304H鋼的晶間腐蝕敏感性。
【專利說明】
一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種經(jīng)表面噴丸處理+脫敏熱處理來消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感 性的新型方法，屬于超超臨界火電機(jī)組新型鍋爐耐熱不銹鋼領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 火力發(fā)電在我國二次能源中的占比超過80%，帶來巨大的環(huán)境污染問題。我國"十 二五"計(jì)劃提出了節(jié)能減排重點(diǎn)工程，為降低煤耗、提高效率、減少環(huán)境污染，發(fā)展先進(jìn)高效 的超超臨界火電機(jī)組已成為火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。近年來，超超臨界火電機(jī)組發(fā) 展迅猛，主要得益于新型高強(qiáng)度耐熱鋼的開發(fā)和應(yīng)用。
[0003] 日本住友金屬公司開發(fā)的Super304H耐熱奧氏體不銹鋼（以下簡稱Super304H鋼） 是在ASME SA-213 TP304H基礎(chǔ)上，提高了C含量，并加入約3%Cu、0.45%Nb和微量N，通過發(fā) 揮各元素的固溶和彌散強(qiáng)化作用開發(fā)出來的具備較高的高溫強(qiáng)度、高溫塑性和抗高溫氧化 性能的新型高強(qiáng)度耐熱鋼。近年來我國大量安裝并投入運(yùn)行的超超臨界機(jī)組中，過熱器和 再熱器管的制造材料首選都是Super304H鋼。
[0004] 但是，超超臨界機(jī)組的過熱器和再熱器管的服役溫度（600°C左右）正處于 Super304H鋼的敏化溫度（450~825°C)的中心區(qū)域，Super304H鋼中高的C含量必然使富鉻 碳化物(Cr 23C6)更容易在晶界析出并形成貧鉻區(qū)，導(dǎo)致Super304H鋼具有更高的晶間腐蝕敏 感性。近幾年，國內(nèi)多個在建超超臨界鍋爐在試水壓階段發(fā)生了嚴(yán)重的Sup er304H管晶間腐 蝕敏感性誘發(fā)應(yīng)力腐蝕的爆管事故。因此，發(fā)展一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方 法，對于減少超超臨界鍋爐過熱器和再熱器管爆漏事故的發(fā)生，提高超超臨界鍋爐的安全 運(yùn)行水平具有非常重要的意義。
[0005] 眾所周知，奧氏體不銹鋼發(fā)生晶間腐蝕的原因是碳在敏化溫度下以富鉻碳化物的 形式在晶界析出時消耗了晶界附近的鉻，使晶界鄰近區(qū)域形成了貧鉻區(qū)，變得對晶間腐蝕 敏感，這一過程稱為"敏化"。因此目前防止Sup er304H鋼晶間腐蝕的措施主要從遏制碳化物 在晶界的析出來考慮，主要有:降低碳含量、優(yōu)化元素成分配比、固溶處理等。這些措施在一 定程度上可以緩解Sup er304H鋼的晶間腐蝕敏感性，但是都有一定的局限性：（1)降低C含量 雖然可以減低富鉻碳化物的析出，但勢必會降低C的固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化效果，結(jié)果是部分 犧牲了材料的高溫強(qiáng)度；（2)優(yōu)化元素成分配比，如把Nb含量接近標(biāo)準(zhǔn)上限，對于高碳的 Super304H鋼作用有限；（3)進(jìn)行高溫固溶處理把M23C6回溶入基體，在后續(xù)600°C的服役過程 中，仍然會有M23C6在晶界析出，無法從根本上消除Super304H鋼的晶間腐蝕敏感性。
[0006] 隨著時效時間延長(敏化溫度下），晶粒內(nèi)部的鉻原子可以逐漸擴(kuò)散到晶界附近的 貧鉻區(qū)，使貧鉻區(qū)獲得鉻原子的補(bǔ)充而自愈，這種現(xiàn)象稱作"脫敏"過程。采用快速脫敏處理 是鐵素體不銹鋼消除晶間腐蝕敏感性的推薦工藝，但由于Cr在傳統(tǒng)粗晶奧氏體不銹鋼中的 擴(kuò)散速度很慢，因此采用脫敏處理耗時太長而得不償失。最新研究表明，表面噴丸細(xì)晶化可 以大幅度提高Cr在奧氏體中的擴(kuò)散速度，因此采用表面噴丸細(xì)晶化+快速脫敏處理來消除 Super304H鋼晶間腐蝕敏感性從技術(shù)上變得可能。其基本原理是:材料經(jīng)過噴丸處理后發(fā)生 大塑性變形，晶粒細(xì)化至微米級甚至納米級，晶界比例大幅提高，同時晶內(nèi)產(chǎn)生大量變形孿 晶、位錯等缺陷，這些組織變化可以在擴(kuò)散熱處理時帶來兩個結(jié)果:①大量晶界和變形缺陷 使碳化物的析出速度更快;②大量晶界和變形缺陷給Cr原子提供了大量擴(kuò)散"通道"，大幅 提高了 Cr原子的擴(kuò)散速度，使得貧鉻區(qū)可以快速獲得鉻的補(bǔ)充而消除。上述兩方面綜合作 用可以快速有效地消除Super304H鋼的晶間腐蝕敏感性。
[0007] 內(nèi)壁噴丸表面細(xì)晶化是Super304H鋼成型工藝中常采用的策略之一，目的是通過 促進(jìn)Cr擴(kuò)散來改善奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能。本發(fā)明利用這一噴丸工藝，通過增加 脫敏處理，在不犧牲材料高溫強(qiáng)度的前提下，快速有效地消除Sup er304H鋼的晶間腐蝕敏感 性，是高碳Super304H鋼晶間腐蝕敏感性理想的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是在保持材料原有高溫強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，提供一種 消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：
[0009] 一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，包括如下步驟：
[0010] (1)固溶態(tài)試樣制備：對Super304H鋼管進(jìn)行均勻化固溶處理，得到組織均勻的固 溶態(tài)試樣;然后切取平整的板狀試樣，進(jìn)行表面研磨至平整光滑，作為噴丸處理的預(yù)處理試 樣；
[0011] (2)噴丸態(tài)試樣制備:設(shè)置一定的噴丸工藝參數(shù)，對表面研磨過的固溶態(tài)試樣進(jìn)行 表面噴丸處理，在固溶態(tài)試樣表面獲得具有一定厚度和硬度的塑性變形層，得到噴丸態(tài)試 樣；
[0012] (3)脫敏熱處理:對噴丸態(tài)試樣在一定溫度和時間下進(jìn)行脫敏處理，最終獲得對晶 間腐蝕不敏感的Super304H鋼脫敏樣品。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)的固溶處理具體操作是：把電阻式熱處理爐加熱到1150 °C，將Super304H鋼管放入其中，在空氣中加熱，保溫時間為30min，冷卻方式為水冷。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)的樣品切取具體操作是：采用電火花線切割機(jī)從 Super304H鋼管上切取平整板塊試樣，切割過程中保持用冷卻液進(jìn)行冷卻。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟（1)的表面研磨具體操作是：對切割后的板狀試樣依次采用 180號、360號、800號的砂紙進(jìn)行研磨，在研磨時每換一次砂紙，試樣研磨方向要與上一道磨 痕方向垂直，磨至上一道磨痕消失且新磨痕方向均勻一致為止。打磨過程不斷用水冷卻，最 后用無水乙醇沖洗、吹干備用。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)的表面噴丸處理工藝參數(shù)包括：
[0017]設(shè)備選擇:選擇噴丸壓力量程最大為IMpa的氣動式噴丸機(jī)內(nèi)，噴嘴距離試樣表面 的工作距離為50mm;
[0018]彈丸選擇:采用噴丸直徑為0.5mm的不銹鋼球形彈丸，噴丸強(qiáng)度較高時通常采用鑄 鐵丸和鑄鋼丸，鑄鋼丸韌性較好，不易破碎，使用壽命為鑄鐵丸的幾倍，為提高噴丸強(qiáng)化效 果的穩(wěn)定性，采用球形鑄鋼丸進(jìn)行處理;為保證噴丸表面有較小粗糙度，同時滿足材料發(fā)生 大塑性變形所需求的動能，采用噴丸直徑為0.5mm的球形鑄鋼彈丸；
[0019] 噴丸壓力設(shè)置:噴丸壓力為〇.5Mpa~0.8Mpa，噴丸壓力是影響噴丸能量大小的直 接因素，噴丸壓力越大，轟擊表面產(chǎn)生的強(qiáng)化深度越深，表面強(qiáng)化效果越好，為獲得較好的 表面強(qiáng)化效果，同時保證較小的樣品整體宏觀變形，控制噴丸壓力為0.5Mpa~0.8Mpa;
[0020] 噴丸時間設(shè)置:噴丸時間為5min~30min，高能鋼丸轟擊材料產(chǎn)生塑性變形，持續(xù) 一定時間后，表面塑性變形逐漸累積并形成一層均勻的塑性變形層;塑性變形層形成后，繼 續(xù)過度噴丸會使塑變層因徑向延伸受到鄰近區(qū)域的限制而導(dǎo)致重疊部分發(fā)生剝落;為制備 一定厚度的均勾塑性變形層，同時不發(fā)生剝落破壞，控制噴丸時間為5min~30min。
[0021] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)中噴丸態(tài)試樣表面塑性變形層的厚度2 70μπι。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)的噴丸態(tài)試樣塑性變形層硬度的具體要求為:距離噴丸態(tài) 試樣表面60μπι±10μπι深處的硬度值比試樣基體的硬度值提高100HV以上。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟(3)的噴丸態(tài)試樣脫敏處理具體操作是:把電阻式熱處理爐加 熱到700 °C，將噴丸態(tài)試樣放入其中，在空氣中加熱，保溫時間為120min，冷卻方式為水冷。 [0024]與現(xiàn)有的改善Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的措施相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及 有益效果：
[0025] 1.本發(fā)明在Super304H鋼表面噴丸細(xì)晶化處理的基礎(chǔ)上，采用脫敏熱處理促進(jìn)Cr 原子擴(kuò)散來消除因富鉻碳化物析出而形成的貧鉻區(qū)，利用雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化法(DL-EPR)可以檢測到其晶間腐蝕敏感度(degree of sensitization-DOS)下降到不敏感的程 度，從根本上消除了 Super304H鋼的晶間腐蝕敏感性。
[0026] 2.本發(fā)明采用的表面噴丸處理是Super304H鋼目前成型工藝中的一步;本發(fā)明善 為利用這一噴丸工藝，只是通過增加一個脫敏熱處理工藝，就可以快速有效地消除 Super304H鋼的晶間腐蝕敏感性，而不必降低Super304H鋼的碳含量從而犧牲其高溫強(qiáng)度。 同時，表面噴丸強(qiáng)化能夠提高材料表面力學(xué)性能和高溫抗氧化性能，因此本工藝方法可以 實(shí)現(xiàn)Super304H鋼在抗晶間腐蝕性能、抗氧化性能和高溫強(qiáng)度的三方共贏。
【附圖說明】
[0027]圖1是實(shí)施例1~4中噴丸態(tài)試樣橫截面經(jīng)過草酸腐蝕后的顯微組織形貌
[0028]圖2是實(shí)施例1~4中固溶態(tài)+敏化處理試樣的DL-EPR測試曲線
[0029]圖3是實(shí)施例1~4中噴丸態(tài)+脫敏處理試樣的DL-EPR測試曲線
[0030]圖4是實(shí)施例1~4中固溶態(tài)+敏化處理、噴丸態(tài)+脫敏處理試樣DL-EPR測試后的顯 微組織形貌
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0032]以日本住友金屬公司生產(chǎn)的供貨態(tài)Super304H鋼管為例，其成分如表1，規(guī)格為Φ 48 X I Omm，說明本發(fā)明的具體操作步驟。
[0033] 表1實(shí)施例SuDer304H不鎊鋼的化學(xué)成分(wt. % )
[0035] 實(shí)施例1:
[0036] 一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，包括如下步驟：
[0037]步驟1，固溶態(tài)試樣制備，具體包括：
[0038] 固溶處理:把電阻式熱處理爐加熱到1150°C，將Super304H鋼管放入其中，在空氣 中加熱，保溫時間為30min，冷卻方式為水冷；
[0039]切取:采用電火花線切割機(jī)從Super304H鋼管上切取尺寸為50 X 30 X 4mm的板塊試 樣，切割過程中保持用冷卻液進(jìn)行冷卻；
[0040] 研磨:對切割后試樣依次采用180號、360號、800號的砂紙進(jìn)行細(xì)研磨，在研磨時每 換一次砂紙，試樣研磨方向要與上一道磨痕方向垂直，磨至上一道磨痕消失且新磨痕方向 均勻一致為止，打磨過程不斷用水冷卻;研磨后的試樣用自來水沖洗后再用無水乙醇沖洗， 最后吹干，固溶態(tài)試樣制備完畢，置于干燥箱內(nèi)待用。
[0041 ]步驟2，噴丸態(tài)試樣制備，具體包括：
[0042] 噴丸工藝參數(shù)設(shè)置:把固溶態(tài)試樣放進(jìn)噴丸壓力量程最大為IMpa的氣動式噴丸機(jī) 內(nèi)，用鋼底座固定試樣，采用噴丸為直徑為〇. 5mm的不銹鋼球形彈丸，噴嘴距離試樣表面的 工作距離為50mm，通過調(diào)節(jié)壓力閥保持噴嘴輸出的噴丸壓力0.5Mpa，噴頭反復(fù)在試樣表面 擺動噴丸時間8min，得到噴丸態(tài)試樣；
[0043] 塑性變形層厚度測量:具體操作是:①采用10%草酸對噴丸態(tài)試樣縱剖面進(jìn)行電 解腐蝕，電解具體參數(shù)是：電流密度〇. 1~〇. 3A/CM2，電壓6V;②采用金相顯微鏡對電解腐蝕 后的試樣縱剖面進(jìn)行觀察，塑性變形層內(nèi)奧氏體晶粒被細(xì)化，可以計(jì)算出噴丸態(tài)試樣塑性 變形層厚度為125μπι，如圖1所示，滿足厚度要求。
[0044] 塑性變形層硬度測量:采用顯微硬度計(jì)測量距離噴丸態(tài)試樣噴丸端表面60μπι深處 的硬度值，顯微硬度值為440HV(基體組織硬度為204HV)，滿足硬度要求。
[0045]步驟3，脫敏熱處理，具體包括：
[0046]熱處理:把電阻式熱處理爐加熱到700°C，將固溶態(tài)試樣和噴丸態(tài)試樣放入其中， 在空氣中加熱，保溫時間為lOmin，冷卻方式為水冷，分別得到固溶態(tài)+敏化處理試樣和噴丸 態(tài)+脫敏處理試樣。
[0047] 采用雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化法(DL-EPR)對固溶態(tài)+敏化處理試樣、噴丸態(tài)+脫敏 處理試樣分別進(jìn)行測試，測得固溶態(tài)+敏化處理試樣的晶間腐蝕敏感度為0.1% (如圖2所 示），而噴丸態(tài)+脫敏處理試樣的晶間腐蝕敏感度為31.5% (如圖3所示）。結(jié)合掃描電子顯微 鏡觀察DL-EPR測試后的腐蝕形貌，從固溶態(tài)+敏化處理試樣(如圖4a所示）的腐蝕形貌中，可 見該試樣的晶界清晰，說明該試樣未出現(xiàn)晶間腐蝕，與DL-EPR的測試結(jié)果相符;而噴丸態(tài)+ 脫敏處理試樣(如圖4e所示)腐蝕形貌中，晶界、晶內(nèi)上布滿了腐蝕坑，整體晶間腐蝕非常嚴(yán) 重，說明該試樣的晶間腐蝕敏感性很高，驗(yàn)證了 DL-EPR的測試結(jié)果。
[0048] 實(shí)施例2:
[0049] 本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:步驟3,脫敏熱處理，具體包括：
[0050] 熱處理:把電阻式熱處理爐加熱到700°C，將固溶態(tài)試樣和噴丸態(tài)試樣放入其中， 在空氣中加熱，保溫時間為20min，冷卻方式為水冷，分別得到固溶態(tài)+敏化處理試樣和噴丸 態(tài)+脫敏處理試樣。
[0051] 采用雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化法(DL-EPR)對固溶態(tài)+敏化處理試樣、噴丸態(tài)+脫敏 處理試樣分別進(jìn)行測試，相對于實(shí)施例1，實(shí)施例2在700°C下的保溫時間從IOmin延長到 20min，固溶態(tài)+敏化處理試樣的晶間腐蝕敏感度從0.1%提高到1.4% (如圖2所示），而噴丸 態(tài)+脫敏處理試樣的晶間腐蝕敏感度卻從31.5%降低至18.4% (如圖3所示）。結(jié)合掃描電子 顯微鏡觀察DL-EPR測試后的腐蝕形貌，從固溶態(tài)+敏化處理試樣（如圖4b所示）的腐蝕形貌 中，可見該試樣的晶界較為完整、清晰，極少出現(xiàn)腐蝕坑，說明該試樣并未出現(xiàn)晶間腐蝕，與 DL-EPR的測試結(jié)果相符;而噴丸態(tài)+脫敏處理試樣（如圖4f所示)腐蝕形貌中，局部晶界、晶 內(nèi)上布滿了腐蝕坑，相比固溶態(tài)+敏化處理試樣，該試樣整體晶間腐蝕比較嚴(yán)重，但相比在 實(shí)施例1中該試樣的晶間腐蝕程度小，與DL-EPR的測試結(jié)果變化趨勢相符。
[0052] 實(shí)施例3:
[0053]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:步驟3,脫敏熱處理，具體包括：
[0054]熱處理:把電阻式熱處理爐加熱到700°C，將固溶態(tài)試樣和噴丸態(tài)試樣放入其中， 在空氣中加熱，保溫時間為120min，冷卻方式為水冷，分別得到固溶態(tài)+敏化處理試樣和噴 丸態(tài)+脫敏處理試樣。
[0055] 采用雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化法(DL-EPR)對固溶態(tài)+敏化處理試樣、噴丸態(tài)+脫敏 處理試樣分別進(jìn)行測試，相對于實(shí)施例1，實(shí)施例3在700°C下的保溫時間從IOmin延長到 120min，固溶態(tài)+敏化處理試樣的晶間腐蝕敏感度從0.1%提高到17.1%(如圖2所示），而噴 丸態(tài)+脫敏處理試樣的晶間腐蝕敏感度卻從31.5%迅速降低至1.9% (如圖3所示）。結(jié)合掃 描電子顯微鏡觀察DL-EPR測試后的腐蝕形貌，從固溶態(tài)+敏化處理試樣（如圖4c所示）的腐 蝕形貌中，可見晶界上有連續(xù)的腐蝕溝存在，說明整體貧鉻情況較為嚴(yán)重，晶間腐蝕敏感度 較大，與DL-EPR的測試結(jié)果相符;而噴丸態(tài)+脫敏處理試樣(如圖4g所示)腐蝕形貌中，晶內(nèi) 幾乎沒有腐蝕凹坑或者腐蝕溝存在，晶界附近貧鉻區(qū)已經(jīng)得到了有效修復(fù)，與DL-EPR的測 試結(jié)果變化趨勢相符，這表明噴丸態(tài)試樣經(jīng)過700°C/120min脫敏處理之后有較好的耐晶間 腐蝕能力。對于固溶態(tài)樣品，700°C/120min處理后仍然處在敏化階段;對于噴丸態(tài)樣品，700 °C/120min處理后已經(jīng)處于脫敏階段。
[0056] 實(shí)施例4:
[0057]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:步驟3,脫敏熱處理，具體包括：
[0058]熱處理:把電阻式熱處理爐加熱到700°C，將固溶態(tài)試樣和噴丸態(tài)試樣放入其中， 在空氣中加熱，保溫時間為480min，冷卻方式為水冷，分別得到固溶態(tài)+敏化處理試樣和噴 丸態(tài)+敏化處理試樣。
[0059] 采用雙環(huán)電化學(xué)動電位再活化法(DL-EPR)對固溶態(tài)+敏化處理試樣、噴丸態(tài)+脫敏 處理試樣分別進(jìn)行測試，相對于實(shí)施例1，本實(shí)施例4在700°C下的保溫時間從IOmin延長到 480min，固溶態(tài)+敏化處理試樣的晶間腐蝕敏感度從0.1 %提高到33.7 % (如圖2所示），而噴 丸態(tài)+脫敏處理試樣的晶間腐蝕敏感度卻從31.5%迅速降低至1.2% (如圖3所示）。結(jié)合掃 描電子顯微鏡觀察DL-EPR測試后的腐蝕形貌，從固溶態(tài)+敏化處理試樣（如圖4d所示）的腐 蝕形貌中，可見晶界上出現(xiàn)連續(xù)的腐蝕坑而形成"溝塹狀"的腐蝕形貌，腐蝕溝深度較深，晶 內(nèi)無腐蝕跡象，這說明該試樣發(fā)生了嚴(yán)重的晶間腐蝕，與DL-EPR的測試結(jié)果相符;而噴丸態(tài) +脫敏處理試樣(如圖4h所示)腐蝕形貌中，晶內(nèi)幾乎沒有腐蝕痕跡，這表明晶界附近貧鉻區(qū) 已經(jīng)得到了有效修復(fù)，與DL-EPR的測試結(jié)果變化趨勢相符。對于固溶態(tài)樣品，700°C/480min 處理后仍然處在敏化階段;對于噴丸態(tài)樣品，700°C/480min處理后已經(jīng)處于完全脫敏階段。 [0060]本實(shí)施例1~4的Sup er304H鋼的晶間腐蝕敏感度測試結(jié)果如表2所示。
[0061 ] 表2本實(shí)施例1~4的Super304H鋼的測試結(jié)果
[0063] 從DL-EPR測試結(jié)果(如圖2和圖3)來看，隨著保溫時間的延長，固溶態(tài)Super304H鋼 的晶間腐蝕敏感度逐漸增大，但噴丸態(tài)Super304H鋼的晶間腐蝕敏感度則逐漸減小，700°C/ 120min后(實(shí)施例3)達(dá)到最小并趨于穩(wěn)定，保溫時間延長到480min后，噴丸態(tài)試樣的晶間腐 蝕敏感度低到可以忽略不計(jì)的程度。
[0064] 實(shí)施例1~4表明：通過控制Super304H鋼的表面噴丸處理工藝，使試樣表面晶粒細(xì) 化至微米級甚至納米級，晶界比例大幅提高并產(chǎn)生大量變形孿晶、位錯密度等缺陷，為Cr原 子提供了大量長程擴(kuò)散的"通道"。通過增加脫敏熱處理，可以使貧鉻區(qū)快速獲得基體鉻的 長程擴(kuò)散補(bǔ)充，從而快速消除因富鉻碳化物析出而形成的貧鉻區(qū)，降低Sup er304H鋼的晶間 腐蝕敏感性。隨著敏化保溫時間的延長，噴丸態(tài)Super304H鋼的晶間腐蝕敏感度逐漸減小最 后趨于穩(wěn)定。考慮到工業(yè)應(yīng)用的工作效率，在達(dá)到脫敏目的的前提下，選擇保溫時間更短的 熱處理工藝。因此，上述實(shí)施例3為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式。
[0065]本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于上述實(shí)施例。采用與本發(fā)明專利上述實(shí)施例相同或近 似的方法而得到的其他方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 固溶態(tài)試樣制備:對Super304H鋼管進(jìn)行均勻化固溶處理，得到組織均勻的固溶態(tài) 試樣;然后切取平整的板狀試樣，進(jìn)行表面研磨至平整光滑，作為噴丸處理的預(yù)處理試樣； (2) 噴丸態(tài)試樣制備:設(shè)置一定的噴丸工藝參數(shù)，對表面研磨過的固溶態(tài)試樣進(jìn)行表面 噴丸處理，在固溶態(tài)試樣表面獲得具有一定厚度和硬度的塑性變形層，得到噴丸態(tài)試樣； (3) 脫敏熱處理:對噴丸態(tài)試樣在一定溫度和時間下進(jìn)行脫敏處理，最終獲得對晶間腐 蝕不敏感的Super304H鋼脫敏樣品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:步驟 (1)中的所述Super304H鋼管材料為Super304H耐熱奧氏體不銹鋼。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟（1)的均勻化固溶處理具體操作是:把電阻式熱處理爐加熱到1150°C，將Super304H鋼 管放入其中，在空氣中加熱，保溫時間為30min，冷卻方式為水冷。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(1)的樣品切取的具體操作是:采用電火花線切割從Super304H鋼管上切取平整的板塊 試樣，切割過程中保持用冷卻液進(jìn)行冷卻。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(1)的表面研磨具體操作是:對切割后的板狀試樣依次采用180號、360號、800號的砂紙 進(jìn)行研磨，在研磨時每換一次砂紙，試樣研磨方向要與上一道磨痕方向垂直，磨至上一道磨 痕消失且新磨痕方向均勻一致為止，打磨過程不斷用水冷卻，最后用無水乙醇沖洗、吹干備 用。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(2)的表面噴丸處理工藝參數(shù)包括： 設(shè)備選擇:選擇噴丸壓力量程最大為IMpa的氣動式噴丸機(jī)內(nèi)，噴嘴距離試樣表面的工 作距離為50mm; 彈丸選擇:采用噴丸直徑為0.5mm的不銹鋼球形彈丸； 噴丸壓力設(shè)置:噴丸壓力為0 · 5Mpa~0 · 8Mpa; 噴丸時間設(shè)置:噴丸時間為5min~30min。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(2)中噴丸態(tài)試樣表面塑性變形層的厚度2 70μπι。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(2)的噴丸態(tài)試樣塑性變形層硬度的具體要求為:距離噴丸態(tài)試樣表面60μπι±10μπι深 處的硬度值比試樣基體的硬度值提高100HV以上。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除Super304H鋼晶間腐蝕敏感性的方法，其特征在于:所述 步驟(3)的噴丸態(tài)試樣脫敏處理的具體操作是:把電阻式熱處理爐加熱到700°C，將噴丸態(tài) 試樣放入其中，在空氣中加熱，保溫時間為120min，冷卻方式為水冷。
【文檔編號】G01N1/44GK105842308SQ201610178397
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】高巖, 王銳坤, 鄭志軍
【申請人】華南理工大學(xué)