奥氏体304不锈钢及焊缝在氯化物溶液中应力腐蚀开裂行为及机理研究

<正> 本文用慢应变速率实验(SSRT)技术,研究固溶态和敏化态的304不锈钢基材和焊缝在两种环境:a)酸性介质(HCl引起的应力腐蚀);b)中性介质(Cl~-引起的应力腐蚀)中,其发生应力腐蚀开裂(SCC)的可能性、严重程度、影响因素作用规律和过程机理,获得出许多有科学意义的数据。主要试验结果如下:     

敏化温度对445J2不锈钢应力腐蚀开裂的影响

通过慢应变速率拉伸试验研究了不同敏化温度(550、650和750℃)处理的超纯铁素体不锈钢445J2在不同温度(20、40和60℃)的3.5 mass%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性。采用光学显微镜和扫描电镜(SEM)分析了试样的组织和断口形貌,研究了敏化温度和溶液温度对445J2不锈钢应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。结果表明：445J2不锈钢在敏化温度为650℃、溶液温度为60℃时,断口表面基本都被腐蚀产物所覆盖,腐蚀情况最严重,表现出最高的应力腐蚀敏感性。     

304不锈钢焊缝在室温酸性氯化物溶液中的应力腐蚀行为

本文用慢应变速率实验(SSRT)方法研究了奥氏体304不锈钢焊接接头在室温HCl+NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)敏感性H+浓度和Cl-浓度是影响该体系发生SCC的两个重要因素,H+浓度的改变可使材料的腐蚀形态发生变化,对SCC敏感的酸度范围为:5.0x10-4～30MH+,并给出体系“304不锈钢焊缝/HCl+NaCl”的应力腐蚀状态图([Cl-]-[H+]-SCC图)焊缝区是焊接接头的SCC敏感区,应力腐蚀裂纹是沿着被选择性溶解的奥氏体枝晶间的δ-铁素体扩展的,断口具有奥氏体枝晶骨架的形貌.该体系     

料浆渗铝对304不锈钢应力腐蚀开裂的影响

一、前言奥氏体不锈钢已广为应用,但它在含C1~-介质中的应力腐蚀(SCC)倾向却十分严重。对奥氏体不锈钢进行料浆渗铝,渗层延展性好,不易剥离和开裂,可以起到良好的环境遮断和电偶保护作用,应该是防止奥氏体不锈钢SCC的有效途径,但除原泰弘等作过一点初步     

321不锈钢在酸性氯离子溶液中的应力腐蚀开裂机理

证明了321不锈钢在酸性氯离子溶液中处于活性阳极溶解状态.其应力腐蚀开裂(SCC)无法用钝化膜破裂-再钝化理论或氢脆理论解释,而可能是阳极溶解降低了裂纹尖端金属的开裂强度     

敏化态304不锈钢在室温下发生应力腐蚀的Cl~-浓度界限

用慢应变速率实验技术研究了敏化态304不锈钢在室温氯化钠溶液中的应力腐蚀行为。结果表明:敏化态304不锈钢在近中性的氯化物溶液中呈典型的沿晶应力腐蚀开裂,随Cl-浓度的提高,应力腐蚀开裂敏感性增强,应力腐蚀的发生存在一个临界Cl-浓度。关键词     

双相不锈钢在应力腐蚀开裂过程中的选择性腐蚀

铁素体－奥氏体双相不锈钢在Ｈ２Ｓ－Ｃｌ－Ｈ２Ｏ系统呵发生应力腐蚀开裂行为,为研究其开裂原因,用金相显微镜、电子探针、扫描电子显微镜等手段断裂试样进行分析。结果表明：在应力腐蚀开理解的过程中存在奥氏体相或铁素体相的选择性腐蚀;改变系统的ＰＨ值和Ｃｌ含量可使由铁素体和奥氏体构成的微电池的极性发生转变。     

敏化态304不锈钢在室温下发生应力腐蚀的Cl~－浓度界限

用慢应变速率实验技术研究了敏化态３０４不锈钢在室温氯化钠溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：敏化态３０４不锈钢在近中性的氯化物溶液中呈典型的沿晶应力腐蚀开裂，随Ｃｌ－浓度的提高，应力腐蚀开裂敏感性增强，应力腐蚀的发生存在一个临界Ｃｌ－浓度。关键词     

缓蚀剂对316L不锈钢在酸性氯离子溶液中应力腐蚀开裂的作用

研究表明316L不锈钢在55℃的1mol/L HCl+1mol/L NaCl溶液中对SCC比较敏感。316L不锈钢在所研究的体系中处于活化溶解状态。对添加缓蚀剂的体系的电化学参数的测试和分析表明,缓蚀剂抑制SCC的能力与缓蚀剂抑制阳极反应有关。     

SCC MECHANISM OF STAINLESS STEEL AISI 321 IN ACIDIC CHLORIDE SOLUTION

It is verified that stainless steel AISI 321 is in the active anodic dissolution state in 0.5mol/L HCll+0.5 mol/L NaCl solution at 55℃.The SCC of the steel in the solution cannot be reasonably explained by passive film rupture-nepasivation theory and by hydrogenembrittlement theory.There are evidences that the fracture stress at the tip of the cracksis reduced by anodic dissolution due to its role in relieving strain hardening layer at cracktip.     

304不锈钢应力腐蚀促进马氏体相变

304不锈钢在143℃硅油中恒载荷邓蠕变足长时间后，再在143℃MgCl2溶液中相同恒载荷下进行应力腐蚀，结果表明，在开路条件下应力腐蚀能使表层和体内σ′马氏体分别升高14％和1．5％，但如放在不发生应力腐蚀（VSCE＝－600mV阴极极化）的沸腾MgCl2溶液中，则马氏体含量基本不变，测量了在不同恒电位的143℃MgCl2溶液中形成印化膜中形成钝化膜后产生的膜致内应力，结果表明，当阴极电位VSCE≤-550mV后，钝化膜应力为零或是压应力，同时亦发生应力腐蚀；如VSCE＞－550mV,则随电位升高，钝化膜引起的拉应力也升高，与此同时，应力腐蚀敏感性也升高，因此：304不锈钢应力腐蚀促进马氏体相变和腐蚀印化引起的附加拉应力有关。     

不锈钢过钝化－二次钝化的研究

通过对３０４不锈钢在较高电位下过钝化和二次钝化的稳态过程和电化学交流阻抗（ＥＩＳ）的分析，认为不锈钢过钝化和二次钝化现象与膜／溶液（ｆ／ｓ）界面上的电化学反应有密切关系，并通过理论模型分析，解释了过钝化和二次过钝化膜在高电位下溶解速度高，而在开路自腐蚀电位下反而有较好的稳定性这一现象．     

氢致马氏体对304不锈钢在MgCl2中应力腐蚀的影响

通过电解充氢后除气，即可在304奥氏体不锈钢中引入不同数量的氢致马氏体（ε α′，其中ε占2/3），同时并未明显改变试样的强度和位错密度，氢致马氏体使304不锈钢脆化，塑性损失随马氏体含量升高而升高，在沸腾MgCl2溶液中慢应变速率拉伸实验表明，随氢致马氏体含量升高，应力腐蚀敏感性也升高，但当马氏体总量超过10%之后，应力腐蚀敏感性逐渐趋势地一个稳定值。     

奥氏体不锈钢SUS316及SUS316L在含Cl-的饱和H2S水溶液中的应力腐蚀行为研究

采用U型弯曲试样研究了固溶及敏化奥氏体不锈钢SUS31 6和SUS31 6L在四种不同的含Cl- 的饱和H2 S水溶液中的应力腐蚀开裂 (SCC)行为。研究结果表明Cl- 的加入和pH值的降低会增大实验钢种的应力腐蚀敏感性 ,而微量的Na2 CO3则可降低其SCC敏感性。     

304L不锈钢晶间腐蚀的临界电位

敏化态304L不锈钢在0.5mol/LH2SO4+10(-3)mol/LCH3CSNH2溶液中晶间腐蚀存在两个敏感电位区间,一个是活化-钝化过渡电位区,另一个敏感电位区间的晶间腐蚀的临界电位值是1040mV(SCE),高于这个电位值,材料对晶间腐蚀敏感.用恒电位法可以评价材料晶间腐蚀的倾向,恒电位实验法测量的电流和电流-时间曲线的斜率越大,材料的晶间腐蚀倾向越大.     

EVOLUTION OF CREEP-FATIGUE DAMAGE IN TYPE 304 STAINLESS STEEL AND ITS DETECTION BY ELECTRICAL POTENTIAL METHOD

1.IntroductionCreep-fatigueofheat-resistingalloysbringsaboutavarietyofcrackingmorphologiesdependingontestconditionssuchasstresslevel(orstrainrate),stress(orstrain)waveformandtemperature[1].Whenthetensilestressisrelativelyhighand/orthetemperatureisrelativelylow,creep-dominantfracturetakesplacebythegrowthofsmallcracksinitiatedalonggrainboundariesonthesurfaceofspecimen.Ontheotherhand,whenthetensilestressislowandthetemperatureishigh,smallcracksareinitiatedinsidethespecimenaswellasonthesurfaceandth…     

304不锈钢在室温HCl+NaCl溶液中的应力腐蚀机理

304不锈钢在室温HCl+NaCl溶液中可发生活化态下的应力腐蚀开裂(SCC).XPS成分分析表明:在酸性氯化物溶液中,试样表面形成了一层富铬的吸附产物膜,应力腐蚀裂纹的形核与这层膜的形成和Cl一局部富集有关.