【摘 要】
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本文研究了正火、固溶热处理工艺对L245/316L双金属复合管力学性能及耐腐蚀性能的影响。采用热膨胀相变仪对基管碳钢L245临界温度进行测量,制定合理的正火及固溶热处理方案;采用维氏硬度试验、全尺寸拉伸试验、冲击试验等完成力学性能的研究;对耐蚀性能方面的研究,采用Fe Cl3点蚀试验、抗晶间腐蚀D法、抗晶间腐蚀E法及电化学试验;对界面结合强度的研究,采用界面维氏硬度试验及结合强度试验。热处理对组织
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本文研究了正火、固溶热处理工艺对L245/316L双金属复合管力学性能及耐腐蚀性能的影响。采用热膨胀相变仪对基管碳钢L245临界温度进行测量,制定合理的正火及固溶热处理方案;采用维氏硬度试验、全尺寸拉伸试验、冲击试验等完成力学性能的研究;对耐蚀性能方面的研究,采用Fe Cl3点蚀试验、抗晶间腐蚀D法、抗晶间腐蚀E法及电化学试验;对界面结合强度的研究,采用界面维氏硬度试验及结合强度试验。热处理对组织的影响研究结果表明:L245通过热膨胀相变法测量的AC1为735℃,AC3为832℃。经过正火热处理,L245组织仍为F+P,860℃正火0.5h晶粒度从未热处理的8.0变为9.0,随着正火温度升高至900℃正火0.5h、920℃正火0.5h出现3.2级B魏氏组织。经过固溶热处理,固溶温度达1180℃时,温度过高,晶粒过分长大,存在马氏体与上贝氏体组织,同时出现大块铁素体;316L奥氏体不锈钢晶粒度从未热处理5.0变为4.0,1180℃固溶1h晶粒有长大的趋势,同时发现较多孪晶。力学性能研究结果表明:随着正火温度的升高,整体维式硬度值变大,通过固溶热处理,L245侧硬度值提升显著。拉伸试验数据说明,随着正火温度的升高抗拉强度和屈服强度呈先增大后减小的趋势,在860℃正火0.5 h综合最佳;经过固溶热处理后,抗拉强度及屈服强度得到大幅提升,固溶热处理后应力-应变曲线未出现屈服平台。在0℃对基管进行冲击试验,860℃正火0.5 h冲击韧性最大为80.3 J;固溶处理后,冲击韧性大幅下降。正火860℃保温30 min综合力学性能最佳。对固溶、正火热处理后的材料进行耐腐蚀性试验,研究发现:Fe Cl3点蚀试验860℃正火0.5 h腐蚀速率为13.17（g/（m2·h））,优于两组固溶热处理工艺;316L侧抗晶间腐蚀D法第二周期普遍快于第一周期,且经过敏化处理后的晶间腐蚀速率加快,抗晶间腐蚀D法腐蚀性能从优至劣排序为:1180℃固溶1 h>316L侧未热处理>1130℃固溶1 h>1080℃固溶1 h>880℃正火0.5 h>860℃正火0.5 h>840℃正火0.5 h>碳钢;抗晶间腐蚀E法未热处理及热处理下316L均未出现晶间腐蚀裂纹,碳钢L245发生严重腐蚀。极化曲线测试显示固溶1080℃处理后的自腐蚀电位最正为11.38 m V,860℃正火0.5 h、880℃正火0.5 h均不及未热处理为-95.35 m V、-3.02 m V。通过多组热处理试验,860℃正火0.5 h后其基管综合力学性能较好,316L内覆层耐腐蚀性虽有所降低但影响较小,综合考量后,860℃正火0.5 h为基管最佳热处理工艺。
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