吕穿江等：球化组织对ASI420型钢淬回火特性及耐蚀性能的影响 ·1149 压达到自腐蚀电位时，经250和650℃回火后的两 火时，虽然大量的微米级MC,碳化物形成并长大， 种钢试样的电流密度都缓慢上升，只发现小的突起， 由于高温能够提供足够的扩散激活能，Cr元素扩散 即产生了点蚀后基体又自动修复了钝化膜.但是 较为容易，基体上避免了贫铬区的产生，最后使得耐 420-C的电流密度上升较为缓慢，一直低于420-S, 蚀性稍次于低温回火，但是仍旧有较高的耐蚀性能. 表现出较慢的腐蚀速率.在460℃回火时，420-C和 总的来看，420-C其Er更正，I更小，表示其 420-S的自腐蚀电位比另外两个回火温度更负，为 耐腐蚀性能要优于420-S.这是由于前者细小弥散 -0.319V和-0.313V,并且Im也上升更为明显， 的球化组织在奥氏体化过程中更容易溶解，碳化物 表现更快的腐蚀速率，即较差的耐蚀性 的溶解使其固溶更多了Cr元素.据相关资料)显 据相关资料5]显示，这是由于在250℃回火 示，在一定范围内固溶更多的Cr元素可以使不锈钢 时，马氏体基体析出较少的ε-MC碳化物，基体固 表面自发形成更厚的钝化膜，而更厚的钝化膜会使 溶的大量的Cr元素使基体满足1/8定律，仍然保持 不锈钢呈现出更高的有效阻抗，也使得点蚀现象产 优异的耐蚀性，同时由于ε-M,C碳化物中的Cr元素 生的抗力更大，从而表现出更优的耐蚀性 含量与基体类似，不会引起析出碳化物周围贫Cr区 的产生.在二次硬化峰温度（即460~480℃）回火 表3动电位扫描结果 Table 3 Dynamic potential scan results 时，相较于低温回火，由于碳化物析出的热力学驱动 Ecn/V E/V 力增强，碳化物的析出量增大.同时碳化物种类也 钢种 热处理工艺 (rs SCE)(ts SCE) 转变成富Cr型纳米级的MaC,碳化物，其Cr质量分 1030℃淬火+250℃回火 -0.188 0.02 数高于大于45%，而且此时的温度能够为体积较小 的C原子提供足够的扩散激活能，而不能使Cr原子 420-S 1030℃淬火+460℃回火 -0.313 得到足够的能量来扩散，因此无法弥补富C型碳化 1030℃淬火+650℃回火 -0.203 -0.06 物的形成而导致的碳化物周围C含量降低，最终形 1030℃淬火+250℃回火 -0.170 -0.07 成贫铬区，导致容易产生点蚀6]，最终形成失稳腐 420-C 1030℃淬火+460℃回火 -0.319 蚀，所以此时无明显的点蚀电位(E).而650℃回 1030℃淬火+650℃回火 -0.187 -0.05 (a) 420-C 5mm 1.0 (b) ☑420-C 250℃回火 460℃回火 650℃回火 8强420-S 0.8 E0.6 40-g 250℃回火 460℃回火 650℃回火 ☒0.4 0.2 77盔 250 460 回火温度℃ 2 2 am 图10浸泡腐蚀48h结果.(a)宏观形貌：(b)腐蚀速率：(c)420-C的460℃回火试样微观形貌：(d)420-S的460℃回火试样微观形貌 Fig.10 48 h immersion corrosion results:(a)macroscopic appearance;(b)corrosion rate;(c)microstructure of 420-C after tempered at 460C; (d)microstructure of 420-S after tempered at 460吕穿江等: 球化组织对 AISI 420 型钢淬回火特性及耐蚀性能的影响 压达到自腐蚀电位时,经 250 和 650 益 回火后的两 种钢试样的电流密度都缓慢上升,只发现小的突起, 即产生了点蚀后基体又自动修复了钝化膜. 但是 420鄄鄄C 的电流密度上升较为缓慢,一直低于 420鄄鄄 S, 表现出较慢的腐蚀速率. 在460 益回火时,420鄄鄄C 和 420鄄鄄 S 的自腐蚀电位比另外两个回火温度更负,为 - 0郾 319 V 和 - 0郾 313 V,并且 Icorr也上升更为明显, 表现更快的腐蚀速率,即较差的耐蚀性. 图 10 浸泡腐蚀48 h 结果. (a)宏观形貌; (b) 腐蚀速率; (c) 420鄄鄄C 的460 益回火试样微观形貌; (d) 420鄄鄄S 的460 益回火试样微观形貌 Fig. 10 48 h immersion corrosion results: (a) macroscopic appearance; (b) corrosion rate; (c) microstructure of 420鄄鄄C after tempered at 460 益 ; (d) microstructure of 420鄄鄄 S after tempered at 460 益 据相关资料[15] 显示,这是由于在 250 益 回火 时,马氏体基体析出较少的 着鄄M3 C 碳化物,基体固 溶的大量的 Cr 元素使基体满足 1 / 8 定律,仍然保持 优异的耐蚀性,同时由于 着鄄M3C 碳化物中的 Cr 元素 含量与基体类似,不会引起析出碳化物周围贫 Cr 区 的产生. 在二次硬化峰温度(即 460 ~ 480 益 )回火 时,相较于低温回火,由于碳化物析出的热力学驱动 力增强,碳化物的析出量增大. 同时碳化物种类也 转变成富 Cr 型纳米级的 M23C6碳化物,其 Cr 质量分 数高于大于 45% ,而且此时的温度能够为体积较小 的 C 原子提供足够的扩散激活能,而不能使 Cr 原子 得到足够的能量来扩散,因此无法弥补富 Cr 型碳化 物的形成而导致的碳化物周围 Cr 含量降低,最终形 成贫铬区,导致容易产生点蚀[16] ,最终形成失稳腐 蚀,所以此时无明显的点蚀电位(Epit). 而 650 益 回 火时,虽然大量的微米级 M23C6碳化物形成并长大, 由于高温能够提供足够的扩散激活能,Cr 元素扩散 较为容易,基体上避免了贫铬区的产生,最后使得耐 蚀性稍次于低温回火,但是仍旧有较高的耐蚀性能. 总的来看,420鄄鄄C 其 Ecor r更正,Icorr更小,表示其 耐腐蚀性能要优于 420鄄鄄 S. 这是由于前者细小弥散 的球化组织在奥氏体化过程中更容易溶解,碳化物 的溶解使其固溶更多了 Cr 元素. 据相关资料[17] 显 示,在一定范围内固溶更多的 Cr 元素可以使不锈钢 表面自发形成更厚的钝化膜,而更厚的钝化膜会使 不锈钢呈现出更高的有效阻抗,也使得点蚀现象产 生的抗力更大,从而表现出更优的耐蚀性. 表 3 动电位扫描结果 Table 3 Dynamic potential scan results 钢种 热处理工艺 Ecorr / V (vs SCE) Epit / V (vs SCE) 1030 益淬火 + 250 益回火 - 0郾 188 0郾 02 420鄄鄄 S 1030 益淬火 + 460 益回火 - 0郾 313 ― 1030 益淬火 + 650 益回火 - 0郾 203 - 0郾 06 1030 益淬火 + 250 益回火 - 0郾 170 - 0郾 07 420鄄鄄C 1030 益淬火 + 460 益回火 - 0郾 319 ― 1030 益淬火 + 650 益回火 - 0郾 187 - 0郾 05 ·1149·