金相組織對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備工程部，安徽安慶 246001）

中石化某化工廠生產化纖原料產品PTA（精對苯二甲酸）。PTA生產裝置分為氧化和精制裝置。氧化裝置設備工作溫度較高、介質腐蝕性極強，如泵1HG604介質為高溫的醋酸，有很強的腐蝕性。故泵殼采用抗腐蝕性能較好的雙相鋼材質SAF2205。該廠原設備均為德國進口，包括雙相鋼泵殼。為了降低成本，2010年該廠泵殼采用國產化替代進口，投入生產后，使用不到半年發現泵殼內表面腐蝕疏松嚴重（圖1），使用壽命遠遠低于進口雙相鋼泵殼。材質同為SAF2205，為什么使用壽命有這么的差別？主要從化學成分、鐵素體含量、金相組織等方面進行比較研究。

圖1 國產泵殼內表面腐蝕疏松

1 試驗分析

1.1 化學成分分析

采用本中心購置的美國NITON公司生產的XLT898W型手持式合金分析儀對國產和原進口泵殼分別進行化學成分光譜分析，數據見表1。

表1 國產泵殼與進口泵殼化學成分 %

從表1來看，國產與進口泵殼的化學成分幾乎一致，無明顯差異。

1.2 鐵素體含量測定

采用本中心購置的德國FISCHER公司生產的MP30型鐵素體測定儀對國產和原進口泵殼分別進行鐵素體測定，結果表明，國產泵殼鐵素體含量為50%～55%；進口泵殼鐵素體含量為45%～50%。兩者的鐵素體含量相當，國產泵殼稍高于進口泵殼。

1.3 金相檢驗

對國產和進口泵殼分別進行金相檢驗，微觀金相組織如圖2～圖5。

圖2 進口泵殼金相組織 100×

圖3 國產泵殼金相組織 100×

圖4 進口泵殼金相組織 400×

圖5 國產泵殼金相組織 400×

經微觀金相組織觀察得知，原進口泵殼主要為奧氏體基體上分布長棒狀或島狀的鐵素體，兩種相組織均勻、晶粒細小；國產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。

進口泵殼與國產泵殼金相組織有兩點不同：

（1）晶粒大小不同。原進口泵殼晶粒細小分布均勻，國產泵殼晶粒比較粗大。

（2）組織形貌不同。進口泵殼鐵素體呈長棒狀或島狀分布，基體為奧氏體；國產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，還與組織的形貌及鐵素體分布是否均勻有關。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絡不致造成更大的危害。而國產泵殼組織基體為鐵素體，奧氏體呈針狀和羽毛狀分布，鐵素體組織連續分布且呈網狀，使其抗腐蝕性能變差。

（2）此外，晶粒粗大也嚴重影響不銹鋼的抗腐蝕性能，尤其是耐晶間腐蝕性能。

3 結論與建議

與原進口泵殼相比，國產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有關，尤其奧氏體呈針狀和羽毛狀，是典型回火熱處理時二次奧氏體的組織形貌。且隨著回火溫度的提高和保溫時間的延長，體積也長大，使鐵素體+奧氏體雙相組織晶粒粗大，耐腐蝕性能不好。

建議針對雙相不銹鋼選擇合理的熱處理工藝。若為了調整奧氏體與鐵素體的比例需要重新加熱回火時，應適當降低回火溫度，且減少高溫停留時間。