金属学报

作者：陈胜虎, 戎利建

单位：中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 110016

关键词：超细晶铁素体-马氏体钢,冷旋锻变形,预氧化,Pb-Bi腐蚀,扩散,

基金：国家自然科学基金项目(51871218);中国科学院青年创新促进会项目(2018227);辽宁省自然科学基金项目(2020-);MS-010,以及国防科技工业核材料技术创新中心基金项目(ICNM-2020-ZH-18)

利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响，在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr2WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态Pb-Bi共晶 (LBE)中腐蚀行为的影响。结果表明，冷旋锻变形量的增加可提高样品的抗氧化性能，63%变形处理使抗氧化性能略有提高，94%变形处理可显著提高抗氧化性能。相较于回火态样品，63%变形处理样品形成的氧化物仍主要为(Fe, Cr)2O3，只是氧化物颗粒尺寸略有下降；94%变形获得的超细晶样品中，不仅氧化物颗粒尺寸显著减小，而且促进了富Mn氧化物(MnCr2O4和Mn2O3)的形成。超细晶样品中大幅度提高的空位浓度和位错密度、以及增加的晶界数量，显著提高了元素的扩散速率，Mn的异常快速扩散促进了富Mn氧化物的形成，稳定性好的富Mn氧化物提高了氧化膜的致密性。650℃空气中预氧化处理20 h后，超细晶样品表面获得致密性良好的富Mn氧化膜，在550℃饱和氧LBE中腐蚀500 h后，预氧化制备氧化膜可有效阻止LBE对铁素体-马氏体钢的侵蚀，并抑制了Fe的外扩散。Mn在LBE中较高的溶解度会加快富Mn氧化膜的溶解，随着Mn的不断溶解和LBE的持续侵蚀，预制备氧化膜的致密性不断下降而最终破裂，腐蚀2000 h后，样品表面形成了连续的Pb-Bi腐蚀产物。

来源：2021年第8期

《金属学报》期刊编辑部

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