316L奥氏体不锈钢的表征

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1、316L奥氏体不锈钢的表征材料学院20113852尚景林一、316L奥氏体不锈钢316L奥氏体不锈钢：又称钛钢、316L精钢、钛材钢。材料牌号：00Cr17Ni14Mo2。添加Mo(2～3%),优秀的耐点蚀性，耐高温、抗蠕变性能优秀。316L因其优异的耐腐蚀性在化工行业有着广泛的应用，316L也是属于18-8型奥氏体不锈钢的衍生钢种，添加有2～3%的Mo元素。在316L的基础上，也衍生出很多钢种，比如添加少量Ti后衍生出316Ti，添加少量N后衍生出316N，增加Ni、Mo含量衍生出317L。市场上现有的316L大部分是按照美标来生产的。出于成本考虑，钢厂一般把产品的Ni含量尽

2、量往下限靠。美标规定，316L的Ni含量为10～14%，日标则规定，316L的Ni含量为12～15%。按最低标准，美标和日标在Ni含量上有2%的区别，体现到价格上还是相当巨大的，所以客户在选购316L产品时还是需要看清，产品是参照ASTM还是JIS标准。316L的Mo含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力，可以安全的应用于含Cl－等卤素离子环境。由于316L主要应用的是其化学性能，钢厂对316L的表面检查要求稍低（相对304），对表面要求较高的客户要加强表面检查力度。316L奥氏体不锈钢牌号：00Cr17Ni14Mo2，化学成分如表1-1所示。本实验所用的316L不锈钢是固溶态，它

3、的力学性能指标如表1-2所示。表1-1316L不锈钢的合金元素及其含量CSiMnPSNiCrMo质量分数/%≤0.08≤1.00≤2.00≤0.035≤0.0310.0-14.016.0-18.52.0-3.0表1-2316L不锈钢热轧态的力学性能抗拉强度屈服强度伸长率硬度≥520Mpa≥205Mpa≥40%≤187(HB)二、样品制备2.1．机械预减薄：拟采用线切割从而得到宏观尺度为300-500μm的初试样。2.2．DiscPunch：将磨好的金属薄片冲成直径3mm的薄片，钉薄至几十μm-10μm左右。相关原理如下2.3.点解双喷减薄：以金属薄片为阳极，用铂金或不锈钢为阴极

4、，加上直流电压，调整合适的电压值，进行减薄。；初始样品厚度：约50μm；双喷后的样品要在无水乙醇中反复清洗，从而得到所需试样。三、材料的表征3.1SEM法SEM利用入射电子束与表面相互作用所产生的二次电子背散、电子特征X射线等来观察材料表面特性的分析技术。SEM的特点是放大倍数连续可调，从几倍到几十万倍，样品处理较简单；但一般要求分析对象是具有导电性的固体样品，对非导电样品需要进行表面蒸镀导电层。扫描电镜与能谱仪相结合，可以满足表面微区形貌组织结构和化学元素三位一体同位分析的需要。能谱仪可对表面进行点线面分析，分析速度快、探测效率高、谱线重复性好，但是一般要求所测元素的质量分数

5、大于1%。3.1.1SEM构成电子光学系统信号收集处理、图像显示和记录系统真空系统3.1.2扫描电镜工作原理从电子枪阴极发出的直径20cm～30cm的电子束，受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚作用，缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下，电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测，经过放大、转换，变成电压信号，最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描，并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步，这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的

6、扫描电子像，这种图象反映了样品表面的形貌特征。　　扫描电镜样品制备的主要要求是：尽可能使样品的表面结构保存好，没有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。扫描电子显微镜结构原理框图3.1.3作用不仅能做形貌分析，还可定性作成分分析3.2TEM法TEM透射电子显微镜（Transmissionelectronmicroscope，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万

7、～百万倍，用于观察微结构，即小于光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。3.2.1透射电子显微镜的基本构造3.2.2照明系统四个聚光镜：C1、C2、C3、CM第一聚光镜（C1）-短焦距的强透镜将电子束最小交叉截面缩小，并成像在C2的共轭面（物平面）上第二聚光镜（C2）-长焦距的弱透镜控制照明孔径角和照明面积Mini聚光镜改变会聚角3.2.3成像系统3.2.4放大系统中间镜可变倍率的弱磁透镜把物镜形成的一次放大像或衍射谱投射到投影镜的物平面上物镜和投影镜的放大倍数一般是固定的，改变电镜