第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试

第二代铸造双相不锈钢（2205、2507等）耐腐蚀性测试是评估其在含氯离子、酸性或高温等恶劣环境中抗点蚀、缝隙腐蚀及应力腐蚀能力的核心手段。通过模拟实际工况的加速试验，验证材料微观双相结构（奥氏体+铁素体）对腐蚀敏感性的影响，确保其满足石油化工、海洋工程等领域的严苛要求。测试涵盖电化学分析、化学浸泡、微观表征等方法，需严格遵循ASTM、ISO及行业标准。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试目的

验证双相结构（铁素体/奥氏体比例）对耐蚀性的协同增强效应，确保相比例控制在40-60%范围内。

评估材料在含Cl⁻环境（如海水、化工介质）中的点蚀电位（Eb）、再钝化能力等关键指标。

确定铸造工艺缺陷（如σ相析出、夹杂物偏聚）对局部腐蚀敏感性的影响。

为设备选型提供数据支持，特别是高温高压工况下的应力腐蚀开裂（SCC）风险预测。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试方法

动电位极化法：测定点蚀电位、钝化区间，使用PARSTAT 4000电化学工作站完成。

临界点蚀温度（CPT）试验：按ASTM G150逐步升温至材料发生点蚀的临界温度。

化学浸泡法：在6% FeCl₃溶液中按ASTM G48进行72小时缝隙腐蚀评估。

慢应变速率试验（SSRT）：量化材料在模拟环境中的应力腐蚀敏感性。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试分类

按环境类型：海水全浸/间浸试验、H₂S-CO₂共存体系腐蚀测试、酸性盐雾试验。

按破坏形式：均匀腐蚀速率测定、局部腐蚀（点蚀/缝隙腐蚀）评价、SCC敏感性分级。

按测试维度：实验室加速试验、现场挂片试验、服役设备在线监检测。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试技术

电化学阻抗谱（EIS）：量化钝化膜稳定性与修复能力。

扫描微电极技术：定位σ相、夹杂物等微观缺陷的局部腐蚀活性。

电子背散射衍射（EBSD）：分析双相晶界分布对腐蚀路径的影响规律。

原位腐蚀监测：结合电化学噪声（EN）与数字图像相关（DIC）技术。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试步骤

样品制备：铸态表面保留（Ra≤0.8μm）或机械抛光至镜面，丙酮超声波清洗。

环境模拟：配置3.5% NaCl+50ppm H₂S混合溶液，通氮除氧并恒温至80℃。

电化学测试：开路电位稳定后，以0.166mV/s速率扫描获取极化曲线。

后处理分析：SEM/EDS表征腐蚀形貌，计算点蚀密度（个/cm²）。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试所需设备

电化学工作站（Gamry 3000）：具备ZRA模式用于电偶腐蚀测试。

高温高压反应釜：最高工作压力15MPa，配备铂金衬里抗污染。

金相显微镜：1000倍相比例分析，配备图像分析软件。

激光共聚焦显微镜：3D重建点蚀坑深度与体积损失量。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试参考标准

ASTM G48 Method A：铁氯化物缝隙腐蚀试验，CPT≥35℃为合格。

ASTM G150：临界点蚀温度测试标准，适用于UNS S32205/S32750。

ISO 15156-3：油气田含H₂S环境材料选用规范，PREN≥40。

ASTM A923 Method C：检测有害金属间相（σ相）的硝酸腐蚀试验。

NACE TM0177：硫化氢应力腐蚀实验室试验方法。

ASTM G61：循环极化法测定点蚀敏感性。

ISO 3651-2：不锈钢耐晶间腐蚀的硫酸-硫酸铜试验。

ASTM G5：动电位极化曲线标准操作规程。

GB/T 17897：金属材料均匀腐蚀全浸试验方法。

EN 10253-4：承压铸钢件腐蚀试验特殊要求。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试注意事项

严格控制样品表面状态，铸造表皮可能使点蚀电位偏差达200mV。

测试溶液需现配现用，FeCl₃溶液保存超过48小时需重新标定pH值。

极化扫描前需确保开路电位稳定（30min内波动≤±3mV）。

双相钢热处理制度（1040-1100℃快冷）必须与测试报告同步记录。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试合规判定

点蚀电位Eb≥1000mV（vs.SCE）且CPT≥35℃（ASTM G48）。

硝酸腐蚀试验（ASTM A923）失重率≤10mdd（毫克/平方分米·天）。

PREN值（Cr%+3.3Mo%+16N%）需≥40，否则需重新评估材料等级。

微观检测σ相含量≤0.5%，铁素体含量35-65%（EN 10088-3）。

第二代铸造双相不锈钢耐腐蚀性测试应用场景

海上平台海水冷却系统铸件（泵壳、阀体）的选材验证。

化工厂含Cl⁻介质反应釜铸造内衬的寿命预测。

地热发电系统高温高压（>120℃）管道的SCC风险评估。

LNG储罐BOG压缩机铸造部件的低温应力腐蚀测试。