汽车排气管的耐蚀性能设计与研究
发布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新时间：2016-01-21
排气系统冷端用铁素体不锈钢为采用Mo和Cu微合金化的00Cr19NbTi不锈钢，分别采用单一添加Mo、Cu和复合添加Mo+Cu元素的方法来研究排气管的耐腐蚀性能。
随着国家节能环保意识的逐渐强化，对汽车尾气的排放标准越来越严格，用铁素体不锈钢来替代铸铁和碳钢已经成为一种必然的发展趋势。由于排气系统冷端消音器中冷凝液包含有机Cl-等，这些离子在汽车发动机反复工作的过程中含量会逐渐升高，进而使得排气管系统的耐腐蚀性明显降低，尤其是随着排气系统局部温度的升高，这种腐蚀现象会更加严重。
微合金化的方法作为一种有效解决排气管系统局部腐蚀的方法已经被汽车开发商和科研工作者关注。然而，合金元素铜的添加对排气管用钢在氯离子溶液环境中的耐局部腐蚀能力并没有得到充分解释，尤其是合金元素铜对铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能影响的解释更是互相矛盾。此外，对于单一和复合添加合金元素Mo和Cu在排气系统用不锈钢中的存在形式及作用机理尤其是在氯离子环境中的作用并不清楚。鉴于此，通过对比分析单一和复合添加Mo和Cu元素不锈钢在Cl-溶液中的腐蚀行为并分析其作用机理，以期为高耐腐蚀性的排气系统用钢的开发提供参考。
排气系统冷端用铁素体不锈钢为采用Mo和Cu微合金化的00Cr19NbTi不锈钢，分别采用单一添加Mo、Cu和复合添加Mo+Cu元素的方法来研究排气管的耐腐蚀性能。试验用排气管用钢在唐山钢铁研究院300kg真空熔炼炉中进行熔炼，浇铸温度1540℃，铸锭经过切头、去尾后锻造成500mm×200mm×60mm扁坯（锻造加热温度为1080℃，始锻温度1040℃，终锻温度840℃，随后空冷），随后进行热轧和退火处理，热轧加热温度1100℃，保温1h后轧制成4.5mm热轧板，热轧退火温度为960℃，保温10min。研究结果表明：
（1）在排气管用钢中单一添加Mo或Cu后在氯离子腐蚀介质中没有发生应力腐蚀开裂；复合添加Mo+Cu能在一定程度上抑制氯离子介质的腐蚀，其效果相对单一添加Cu元素更好，但是Cu元素的添加量不宜过高。
（2）复合添加1.52%Mo+0.45%Cu的排气管用钢随时效时间的延长，应力腐蚀开裂方式逐渐从穿晶断裂转变为沿晶断裂为主，并伴随着穿晶断裂的混合型断裂方式，开裂处的宏观形貌显示出表面含有大量的点腐蚀坑，且裂纹同样是源于点腐蚀坑并沿着点腐蚀坑扩展。
（3）单一添加Mo的排气管用钢的点蚀坑中的腐蚀产物主要为富Cr的氧化物，对表面起到很好的保护作用；而复合添加1.52%Mo+0.45%Cu的排气管中的点蚀坑的腐蚀产物还含有一定的Mo和Cu，随时效时间的延长，排气管用钢腐蚀坑中的Mo和Cu含量增加。
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