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温度夹杂物对316不锈钢管的数值影响

温度夹杂物对316不锈钢管的数值影响     采用动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了在质量分数为3.5%的NaCl溶液中温度对316L不锈钢(316L SS)腐蚀行为的影响,采用Mott-Schottky曲线对钝化膜的半导体性质进行了分析,通过金相显微镜观察了316L SS腐蚀后的表面形貌。结果表明,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,随着温度的逐渐升高,316L SS在该溶液中的开路电位和腐蚀电位逐渐变负,自腐蚀电流密度逐渐增大,钝化膜电阻和点蚀电位也逐渐减小。对表面腐蚀形貌进行观察的结果表明,随着温度的升高,316L SS表面腐蚀坑直径逐渐增大,数量逐渐增多。这主要因为温度的升高降低了316L SS表面钝化膜的致密度,增大了表面钝化膜的溶解速度,使其抗腐蚀性能下降。稀土元素的添加通常能改善不锈钢的耐腐蚀性能。为了研究稀土元素铈对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响,基于扫描电镜(SEM)、动电位极化(PDP)试验,采用有限元方法研究了含不同分布形态夹杂物的316L不锈钢在质量分数为0.9%的NaCl溶液中的早期腐蚀行为。结果表明:添加铈后,316L不锈钢中夹杂物的形态由长条状转变为圆形。有限元模拟发现:当腐蚀初期不锈钢暴露在溶液中的阳极面积相等时,含长条状夹杂物的不锈钢相较于含圆形夹杂物的不锈钢的纵向点蚀速度更快,点蚀坑的尺寸更大,点蚀孔窄且深,更利于点蚀的发展。当不锈钢中夹杂物面积为定值时,夹杂物的近邻分布会加快纵向点蚀速度,增加点蚀坑的数量和尺寸,点蚀孔窄且深;夹杂物远邻分布时,点蚀孔宽且浅。 针对选区激光熔化成形150μm大层厚316L不锈钢进行工艺试验研究,通过对比不同的激光功率、能量密度、曝光时间、点距、线间距,探索高致密度成形工艺。研究发现,高功率激光参数下成形大层厚试件效果更好,最佳激光能量密度范围是50~70 J/mm~3。通过对比小层厚与大层厚成形效果,大层厚在成形过程中会产生一些缺陷,通过调整工艺参数可减少缺陷的产生。大层厚成形316L不锈钢微观组织主要由等轴晶和少量的柱状晶组成,拉伸力学性能达到锻件标准值。在三代非能动压水堆核电设备堆芯仪表套管组件(IITA)中,外壳材料用316不锈钢无缝管是壁薄、小直径的超长管。IITA外壳材料的使用工况恶劣,需要耐高温、耐辐照、耐腐蚀,且尺寸精度和表面粗糙度要求很高。通过对316L无缝管的设计要求进行分析,在制造过程中,对整个工艺过程进行严格控制,最终获得的316L无缝钢管,其成分、力学性能、尺寸精度、粗糙度满足IITA外壳材料的技术要求。

 

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