金相組織對(duì)雙相鋼泵殼耐腐蝕性能的影響

朱如意

（中石化安慶分公司設(shè)備工程部，安徽安慶 246001）

中石化某化工廠生產(chǎn)化纖原料產(chǎn)品PTA（精對(duì)苯二甲酸）。PTA生產(chǎn)裝置分為氧化和精制裝置。氧化裝置設(shè)備工作溫度較高、介質(zhì)腐蝕性極強(qiáng)，如泵1HG604介質(zhì)為高溫的醋酸，有很強(qiáng)的腐蝕性。故泵殼采用抗腐蝕性能較好的雙相鋼材質(zhì)SAF2205。該廠原設(shè)備均為德國(guó)進(jìn)口，包括雙相鋼泵殼。為了降低成本，2010年該廠泵殼采用國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)口，投入生產(chǎn)后，使用不到半年發(fā)現(xiàn)泵殼內(nèi)表面腐蝕疏松嚴(yán)重（圖1），使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口雙相鋼泵殼。材質(zhì)同為SAF2205，為什么使用壽命有這么的差別？主要從化學(xué)成分、鐵素體含量、金相組織等方面進(jìn)行比較研究。

圖1 國(guó)產(chǎn)泵殼內(nèi)表面腐蝕疏松

1 試驗(yàn)分析

1.1 化學(xué)成分分析

采用本中心購(gòu)置的美國(guó)NITON公司生產(chǎn)的XLT898W型手持式合金分析儀對(duì)國(guó)產(chǎn)和原進(jìn)口泵殼分別進(jìn)行化學(xué)成分光譜分析，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 國(guó)產(chǎn)泵殼與進(jìn)口泵殼化學(xué)成分 %

從表1來(lái)看，國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口泵殼的化學(xué)成分幾乎一致，無(wú)明顯差異。

1.2 鐵素體含量測(cè)定

采用本中心購(gòu)置的德國(guó)FISCHER公司生產(chǎn)的MP30型鐵素體測(cè)定儀對(duì)國(guó)產(chǎn)和原進(jìn)口泵殼分別進(jìn)行鐵素體測(cè)定，結(jié)果表明，國(guó)產(chǎn)泵殼鐵素體含量為50%～55%；進(jìn)口泵殼鐵素體含量為45%～50%。兩者的鐵素體含量相當(dāng)，國(guó)產(chǎn)泵殼稍高于進(jìn)口泵殼。

1.3 金相檢驗(yàn)

對(duì)國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口泵殼分別進(jìn)行金相檢驗(yàn)，微觀金相組織如圖2～圖5。

圖2 進(jìn)口泵殼金相組織 100×

圖3 國(guó)產(chǎn)泵殼金相組織 100×

圖4 進(jìn)口泵殼金相組織 400×

圖5 國(guó)產(chǎn)泵殼金相組織 400×

經(jīng)微觀金相組織觀察得知，原進(jìn)口泵殼主要為奧氏體基體上分布長(zhǎng)棒狀或島狀的鐵素體，兩種相組織均勻、晶粒細(xì)??；國(guó)產(chǎn)泵殼為鐵素體基體上分布著針狀或羽毛狀的奧氏體，晶粒比較粗大。

進(jìn)口泵殼與國(guó)產(chǎn)泵殼金相組織有兩點(diǎn)不同：

（1）晶粒大小不同。原進(jìn)口泵殼晶粒細(xì)小分布均勻，國(guó)產(chǎn)泵殼晶粒比較粗大。

（2）組織形貌不同。進(jìn)口泵殼鐵素體呈長(zhǎng)棒狀或島狀分布，基體為奧氏體；國(guó)產(chǎn)泵殼的基體為鐵素體，奧氏體呈針狀或羽毛狀不太均勻分布。

2 分析與討論

雙相不銹鋼的耐晶間腐蝕性能除了與奧氏體和鐵素體兩相比例有關(guān)，還與組織的形貌及鐵素體分布是否均勻有關(guān)。奧氏體基體上彌散分布小島狀的鐵素體，其抗晶間腐蝕性能最好。

（1）原進(jìn)口泵殼組織為奧氏體基體上分布著棒狀或孤島狀的鐵素體，鐵素體被奧氏體所包圍，即使局部鐵素體被腐蝕，也因相互未能連接成網(wǎng)絡(luò)不致造成更大的危害。而國(guó)產(chǎn)泵殼組織基體為鐵素體，奧氏體呈針狀和羽毛狀分布，鐵素體組織連續(xù)分布且呈網(wǎng)狀，使其抗腐蝕性能變差。

（2）此外，晶粒粗大也嚴(yán)重影響不銹鋼的抗腐蝕性能，尤其是耐晶間腐蝕性能。

3 結(jié)論與建議

與原進(jìn)口泵殼相比，國(guó)產(chǎn)泵殼金相組織晶粒粗大、分布不均勻。這很可能與熱處理工藝不當(dāng)有關(guān)，尤其奧氏體呈針狀和羽毛狀，是典型回火熱處理時(shí)二次奧氏體的組織形貌。且隨著回火溫度的提高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，體積也長(zhǎng)大，使鐵素體+奧氏體雙相組織晶粒粗大，耐腐蝕性能不好。

建議針對(duì)雙相不銹鋼選擇合理的熱處理工藝。若為了調(diào)整奧氏體與鐵素體的比例需要重新加熱回火時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低回火溫度，且減少高溫停留時(shí)間。