摘 要

316Ti不锈钢作为中国核电工业的应用材料之一，有着非常重要的研究意义。本文通过对316Ti不锈钢进行固溶处理以及稳定化处理，研究其与晶间腐蚀敏感性、硬度等性能之间的关系。

对316Ti不锈钢进行固溶处理能溶解碳化物相，稳定化处理能析出TiC等碳化物，对它的服役性能有着非常大的影响。本文以316Ti不锈钢为研究对象，经过固溶处理和稳定化处理，再通过金相分析、硬度测试、双环电化学动电位再活化方法，研究了热处理对它的形貌、组织和性能的影响。结果表明：热处理后的316Ti不锈钢的耐晶间腐蚀性优于未经过热处理的316Ti不锈钢；热处理保温时间在4小时以内，316Ti不锈钢的耐晶间腐蚀性随保温时间延长而提高。

关键词：316Ti 固溶处理 稳定化处理 晶间腐蚀

Study on Heat Treatment Process of 316Ti Stainless Steel

ABSTRACT

316Ti stainless steel as one of the application materials of China's nuclear power industry,has a very critical research significance. In this paper, 316Ti stainless steel for solution treatment and stabilization treatment,,to study its corrosion resistance, ha-

rdness.

The solid solution treatment of 316Ti stainless steel can dissolve the carbide pha- se, stabilize the precipitation of TiC and other carbides, the service performance of 31 6Ti stainless steel has a very big impact. In this paper, 316Ti stainless steel was used as the research object, and the effect of heat treatment on the microstructure and prop- erties of the material was studied by metallographic analysis, hardness test and electr- ochemical scanning method. The results show that the corrosion resistance of 316Ti stainless steel after heat treatment is better than that of untreated 316Ti stainless steel. The heat treatment temperature is within 4 hours, and the intergranular corrosion of 316Ti stainless steel increases with the prolonging of holding time.

KEYWORDS: 316Ti；Solution treatment；Stabilization treatment；Intergranular corrosion

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 奥氏体不锈钢的简介 1

1.2.1 不锈钢的分类 1

1.2.2 奥氏体不锈钢的成分和性能特点 2

1.2.3 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 2

1.3 Ti的加入对奥氏体不锈钢的作用及影响 2

1.4 3161Ti不锈钢的热处理方法 2

1.4.1 固溶处理 2

1.4.2 稳定化处理 3

1.5 金相分析 3

1.5.1 金相试样的制备 3

1.5.2 金相显微分析 3

1.5.3 金相图像分析 3

1.6 电化学测试方法 3

1.6.1 开路电位测试（OCP） 3

1.6.2 电化学动电位再活化法（EPR） 4

1.7 本文研究内容、目的及意义 4

1.7.1 研究内容 4

1.7.2 研究目的及意义 4

第二章 实验内容和方法 6

2.1 实验材料、试剂及仪器 6

2.1.1 实验原材料 6

2.1.2 主要实验试剂 6

2.1.3 实验仪器及规格 6

2.2 试样的准备与热处理制度 7

2.2.1 试样的准备 7

2.2.2 试样的热处理 7

2.3 实验内容与方法 7

2.3.1 金相分析 7

2.3.2硬度测试 8

2.3.3 电化学实验前期准备 8

2.3.4 测定热处理后的试样的OCP 9

2.3.5 测双环电化学动电位再活化法曲线 9

2.4 分析方法 9

第三章 实验结果及讨论 10

3.1 热处理对316Ti不锈钢析出物的影响 10

3.2 热处理对316Ti不锈钢硬度的影响 12

3.3 热处理对316Ti不锈钢晶间腐蚀性能的影响 13

第四章 结论 16

参考文献 17

致 谢 19

第一章 绪论

1.1 引言

不锈钢因其不锈性、耐蚀性和其他优良性能著称，自19世纪研究出来之后就得到了广泛的认可，并在汽车、轮船、航天以及生活中应用广泛。^[1]不锈钢不锈的原因是其中含有铬、镍等元素，尤其是铬元素，大量实验表明，铬含量达到一个临界值时，不锈钢的耐蚀性在不耐蚀和耐蚀之间会发生质的变化。研究表明不锈钢中Cr元素含量必须在13%以上才能达到不锈，这样才能保证不锈钢具有良好的耐蚀性能。^[2]

不锈钢中最典型、最重要的一种是奥氏体不锈钢，因为具有优异的冷加工变形性，良好的焊接性，尤其具有很强的耐蚀性，在不锈钢中应用最为广泛，经常用于耐高温腐蚀的高温环境以及各种化工、轻工工业环境中，它的生产和使用量的比例在所有不锈钢中曾占到60%。^[3~4]我们国家在用的、有记录的奥氏体不锈钢牌号有几十种，纳入我国国家标准的就有30多个牌号。比较常见的有304型奥氏体不锈钢、321型奥氏体不锈钢和316型奥氏体不锈钢。

然而，不锈钢在各产业的广泛应用中，也出现了不少因为腐蚀失效而引起的事故，对人生安全、经济、环境和工业发展构成了威胁。不锈钢的常见腐蚀类型分为局部腐蚀和均匀腐蚀两大类，局部腐蚀又可分为晶间腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和腐蚀疲劳等。与均匀腐蚀相比，局部腐蚀失效造成的不良影响更为严重。而其中晶间腐蚀、应力腐蚀和点腐蚀又是局部腐蚀中危害较大的。由于晶间腐蚀沿晶界内部发生，使晶粒与晶粒之间的结合作用失效，造成极大的危害，因此，晶间腐蚀的检测与防护一直以来都是不锈钢的研究重点。^[5~8]

21世纪以来，核能的迅速发展离不开它经济、环保、效率高等优点。而核电工业一般所在的海洋环境极易造成不锈钢材料的腐蚀失效，因此对核材料的性能就提出了更高的要求。316Ti不锈钢作为核材料的一种，比一般的奥氏体不锈钢性能更优，为了我国核工业的长远稳定发展，对316Ti的研究具有非常大的意义。^[9~10]

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