铁素体不锈钢被广泛应用于汽车排气系统中。由于铁素体不锈钢中固溶足够的铬,通常情况下能保持良好的耐腐蚀性能。但是,使用含铬铁素体不锈钢的最大问题是在晶界上会析出碳化铬,导致晶界脆化,使材料的耐腐蚀性能降低。研究表明:通过添加钛、铌等稳定化元素,可以固定铁素体不锈钢中的碳和氮,增加其耐晶间腐蚀性能。
然而,汽车排气系统的冷端在运行过程中很容易聚集凝结水,冷凝水在挥发过程中浓缩成带有强腐蚀性的溶液,容易对排气系统的冷端产生点腐蚀。因此,在排气系统材料的设计过程中不仅需要考虑其耐晶间腐蚀的能力,还需要重点考虑耐冷凝液点蚀的能力。
现在研究可通过对两种不同稳定形式的439型铁素体不锈钢的析出行为和耐冷凝液点蚀性能进行研究,研究两种稳定化这种不锈钢铁素体不锈钢不同析出行为的规律,用排气系统冷凝液加速腐蚀评价方法对两种不锈钢进行评价,运用极值分析的方法统计计算两种不锈钢的点蚀速率和使用寿命,并且讨论不同析出行为对耐冷凝液点蚀性能影响的机制。单钛稳定这种不锈钢中析出相存在氮化钛、氮化钛+碳化钛和碳化钛三种形式;铌-钛双稳定这种不锈钢中析出相存在氮化钛+碳化钛铌和钛铌的碳氮化物两种形式。
单钛稳定这种不锈钢铁素体不锈钢经过五个周期、十个周期和二十个周期冷凝液腐蚀试验后的最大点蚀深度分别为不同值,铌-钛双稳定这种不锈钢铁素体不锈钢经过五个周期、十个周期和二十个周期冷凝液腐蚀试验后的最大点蚀深度分别为不同值。双稳定这种不锈钢的预测寿命要比单稳定这种不锈钢略高。
单钛稳定这种不锈钢铁素体不锈钢与铌-钛双稳定这种不锈钢铁素体不锈钢表面自然膜的电子功函数数值相当,经过一定温度冷凝液十二小时浸泡后,单钛稳定这种不锈钢铁素体不锈钢表面钝化膜的电子功函数数值明显低于铌-钛双稳定这种不锈钢铁素体不锈钢;铌-钛双稳定这种不锈钢铁素体不锈钢在一定温度冷凝液腐蚀环境中表面钝化膜的化学稳定性要强于单钛稳定这种不锈钢铁素体不锈钢。(欣然)