材料material Mater》揭示析出相周围应变场在点蚀萌生的作用，北科大《Acta
奥氏体-铁素体双相不锈钢拥有良好的力学性能、焊接性能和耐腐蚀性能 ， 在能源和化工领域具有广泛的应用 。 其中 ， Fe20Cr9Ni双相不锈钢（也称Z3CN20.09M双相不锈钢 ， 以下简称Fe20Cr9NiDSS）作为核电站一回路主管道材料被广泛的应用于压水堆核电站中 。 但是在其服役温度（280~320℃）长时间服役 ， 会造成热老化脆化现象 ， 导致冲击功迅速下降 ， 同时也会恶化Fe20Cr9NiDSS的耐腐蚀性能 ， 尤其是耐点蚀性能 。
力学性能和耐腐蚀性能的恶化主要是由于Fe20Cr9NiDSS中的铁素体发生了调幅分解和G相的析出 ， 形成富Fe的α相、富Cr的α’相和富Si的G相 。 由于α相、α’相和G相的尺寸很小（通常不超过10nm） ， 很难单独研究Fe的α相和G相在点蚀萌生中的作用 ， 所以通常认为Fe的α相是导致热老化状态的双相不锈钢的耐点蚀性能下降的主要原因 ， 但是G相在点蚀萌生中作用往往被忽略 。
近日 ， 北京科技大学与中科院沈阳金属所的研究人员采用TEM准原位的方法观察到了热老化状态下Fe20Cr9NiDSS（以下简称Fe20Cr9NiDSS热老化试样）的纳米级别点蚀坑确切的萌生位置 ， 并结合3DAPT分析技术和几何相位分析（GPA）技术分析了成分分布特征和应变场分布特征 ， 揭示了界面应变场在点蚀萌生中的作用 。 相关论文以“EvaluationofpittingcorrosioninduplexstainlesssteelFe20Cr9Nifornuclearpowerapplication”为题 ， 发表在金属材料领域顶级期刊ActaMaterialia上 。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.07.046
文章图片
研究人员发现纳米尺度的点蚀坑仅在G相与铁素体基体的界面处萌生 ， 而调幅分解区域（α相和α’相）不存在纳米级别的点蚀坑 。 研究人员采用3DAPT技术分析了Fe20Cr9NiDSS热老化试样中铁素体内的成分分布 ， 发现调幅分解区域内α相和α’相的Cr元素浓度差高达60at% ， 但是点蚀坑并没有在α相处萌生 。 由纳米级别点蚀坑的萌生位置和3DAPT成分分析结果可知 ， Cr元素的偏聚并不是引起Fe20Cr9NiDSS热老化试样点蚀性能下降的主要原因 。
文章图片
图1点蚀坑仅在G相与铁素体基体界面处萌生
文章图片
图23DAPT结果分析（α相和α’相成分分布）
将Fe20Cr9NiDSS热老化试样经过550℃保温1h处理 ， 可以使热老化试样中的调幅分解组织（α相和α’相）发生回溶 ， Fe、Cr元素在铁素体基体中均匀分布 ， 即α相和α’相消失 ， 只保留G相 。 通过电化学极化测试 ， 原始试样的点蚀电位为418.9mVSCE ， 热老化试样的点蚀电位为132.8mVSCE ， 热老化+退火试样的点蚀电位为199.2mVSCE ， 退火后点蚀电位仅发生了有限回复 ， 可知α相对点蚀性能的影响不占主要作用 。
文章图片
图3退火前后热老化试样中元素分布
通过对热老化试样和热老化+退火试样中的G相与铁素体基体界面处的应变场和应变能进行分析 ， 发现G相与铁素体基体界面处分布着较大梯度的应变场 ， 储存较高能量的应变能 。
文章图片
图4未热老化试样中应变场分布
文章图片
图5退火前后热老化试样中G相界面处的应变场分布
文章图片
图6界面应变能分布
处于界面处的原子具有较高的活性 ， 在侵蚀性溶液中界面处的原子很容易与溶液发生反应 ， 形成纳米尺度的点蚀坑 ， 明显恶化热老化试样的耐点蚀性能 。
推荐阅读
- 养老金|退休之前忘记准备这项材料，一月就比别人少720元？很多人忘记做
- 哈尔滨|为取已故母亲的丧葬费，必须办理公证书，可公证书证明材料却难凑齐
- 石化行业走出去联盟 三大新材料业务布局可圈可点！，普利特：上半年净利增超3倍
- 石化行业走出去联盟|三大新材料业务布局可圈可点！，普利特：上半年净利增超3倍
- 青年|你还记得多少DNF贵材料？
- 商道创投网|将升级新材料技术研发，极铝新材完成千万元A轮融资
- 羽书谈兵 延迟足足降低了1000倍，芯片迎来救世主，中国突破“新材料之王”
- 好六网|旭旭宝宝成最大受益者？随便整理邮箱收到价值过亿材料，DNF：玩家脱坑
- 娱乐盘点大剧院|那时候可没水泥，专家：不只是因为材料好，明城墙数百年屹立不倒
- 好六网|旭旭宝宝间接成最大受益者，整理邮箱就收价值过亿材料，玩家脱坑