铁素体不锈钢在高温尿素环境中的腐蚀行为研究

黄安然¹，张伟^2,3，王学林^1,4，尚成嘉¹，范佳杰¹

1. 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心2. 钢铁研究总院3. 中信金属股份有限公司

摘 要：对三种商用车排气系统用铁素体不锈钢(436L、439M、441)进行了尿素结晶腐蚀试验,以模拟铁素体不锈钢在商用车排气系统内选择性催化还原器(SCR)中的渗氮腐蚀行为。探究了合金成分及夹杂物对不锈钢耐高温尿素腐蚀的影响,并依据EDS表征结果阐释了材料内部腐蚀的渗氮机理。研究表明,在高温热震疲劳和氧化的协同作用下,高温高氮的环境导致铁素体不锈钢晶界及晶内局部区域快速析出氮化铬颗粒,造成晶界及基体局部区域贫铬。由于436L和441不锈钢含有较高的Mo和Nb,其耐高温尿素腐蚀能力显著优于439M。此外,由于436L和441不锈钢中夹杂物细小弥散,也降低了氮化铬在夹杂物的形核析出几率,成为提高抗高温尿素腐蚀的另一个因素。

关键词：材料失效与保护;高温尿素腐蚀;晶间腐蚀;X射线能谱分析;铁素体不锈钢;渗氮机理;夹杂物;