2205双相不锈钢磨损表面的微观结构表征

  浙江至德钢业有限公司研究人员利用X射线衍射仪对2205双相不锈钢在海水况下的磨损面进行物相分析。测试之前，首先将磨损样品分别在丙酮和乙醇溶液中超声波清洗10分钟，以除去表面油污及粘着物，随后将样品烘干以备测试，每种载荷下的磨损样品测试3次，确定磨损表面的物相分析的准确性。如图为海水腐蚀磨损条件和阴极保护条件下的2205双相钢磨损表面的XRD图谱，从图中可以看出，基体表面只出现铁素体和奥氏体相的衍射峰，且两相的衍射峰峰面积几乎相等，表明铁素体和奥氏体的质量分数相等；从磨损面XRD可以得出，海水滑动磨损过程后磨损表面产生了σ相，由于σ相与铁素体具有相同的衍射峰，通过K值法无法计算出σ相的质量分数；从不同应用载荷的XRD可以看出，磨损面的衍射峰相对强度明显减弱并且出现了部分偏移，结果表明海水摩擦磨损使2205双相不锈钢发生了位错和晶格偏移等部分微观结构变化。腐蚀磨损和阴极保护工进一步利用磨损面的金相图对2205双相不锈钢磨损面的微观结构变化进行描述，其实验过程为：侵蚀溶液为王水，利用棉签对磨损样品进行反复擦拭，待表层出现蒙蒙的侵蚀层为止，将侵蚀好的样品分别在丙酮和酒精溶液中超声波清洗，烘干备用，再利用场发射扫描电镜对金相进行观察。如图为海水腐蚀磨损工况下2205双相钢磨损面的金相图，从图中可以看出，金相图包括灰白色的铁素体、亮黑的奥氏体以及σ相。σ相是一种高硬度的金属间化合物，主要包括Fe、Cr、Ni三种元素，主要是在铁素体相中以及在铁素体和奥氏体晶界间形成，在王水侵蚀过程，σ相与腐蚀区域很难区分；从金相图可以看出，腐蚀区域主要发生在铁素体以及铁素体与奥氏体的晶界处，这主要是由于在海水腐蚀磨损过程中发生了σ相，使得周边的Cr、Mo元素减少，以及滑动磨损过程后微观结构的变化导致表面出现大量的缺陷，使抗腐蚀性能减低。