Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢与TWIP钢组织和腐蚀性能的比较研究

摘要：

目的 重点探究Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在中国3 块不同油田采出水模拟液中的腐蚀行为,为其在石油管材上的应用提供理论指导.方法 在Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢中添加Cr和Mo元素,降低Mn元素含量,设计制备Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢.采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的微观组织进行分析.利用电化学工作站测试 Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo 钢在 3 种油田采出水模拟液中的极化曲线和电化学阻抗谱,并使用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物进行微观分析.同时,以相同环境中Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的腐蚀行为作为对照.结果 Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢组织以奥氏体为主,其晶粒中含有大量层错、退火孪晶和高密度位错结构的马氏体.通过分析极化曲线可知,与Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢相比,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3 种油田采出水模拟液中均发生了钝化,腐蚀电位提高,腐蚀电流密度明显降低,分别为 1.7、0.08、2.1 μA/cm2.通过分析电化学阻抗谱可知,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3 种油田采出水模拟液中均呈现单一的电容回路,极化电阻Rp分别为3111、5322、3582 ?·cm2,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢在3种油田采出水模拟液中呈现1 个电容回路和1 个电感回路,相应的极化电阻Rp仅为530、273、528 ?·cm2,远小于Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢.在 3 种油田采出水模拟液中,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢试样表面仅存在少量腐蚀产物,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢试样表面存在大量的腐蚀产物,并形成了腐蚀产物膜.结论 Cr与Mo元素的添加和Mn元素含量的减少,降低了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的堆垛层错能,导致晶粒中形成了大量层错、退火孪晶和少量马氏体.在3 种油田采出水模拟液中,Cr与Mo元素的添加、Mn元素含量的减少和晶粒中退火孪晶的形成有效提高了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的耐蚀性.

关键词：Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢、SFE值、退火孪晶、耐蚀性

所属期刊栏目：52

分类号：TG142.3(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：301-308