316L奥氏体不锈钢应力腐蚀裂纹的形成机制

利用EBSD分析了316L奥氏体不锈钢应力腐蚀穿晶裂纹的形成机制。结果表明,裂纹扩展受晶体滑移性能影响,Schmid因子小的晶粒抵制应力腐蚀裂纹扩展,Schmid因子大的晶粒有利于裂纹扩展。裂纹形核和扩展涉及晶体滑移、钝化膜破裂和阳极溶解,这些过程均在{111}滑移面上进行。在高温低应力和含氯离子的腐蚀环境的交互作用下,应力腐蚀的裂纹扩展过程符合滑移溶解机制。     

316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为

综述了316L奥氏体不锈钢应用过程中的腐蚀行为,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀、环烷酸腐蚀、大气腐蚀和海水腐蚀。同时介绍了合金元素Mo、N和Al,以及电解质类型、温度、浓度等因素对其腐蚀行为的影响。最后讨论了应用中存在的问题,并对未来的发展做了一些展望。     

316不锈钢在300℃高温水中的应力腐蚀破裂

采用慢应变速率试验(SSRT)技术研究了固溶态的和敏化态的316型不锈钢在含5ppm Cl~-的300℃高温水中子不同电位下的应力腐蚀破裂(SCC)行为,并对SCC试样表面膜进行了俄歇电子能谱(AES)分析。结果表明,316不锈钢的SCC敏感性与外加电位以及表面膜小Ni的富集程度和氧化膜厚度等密切相关。     

316L不锈钢在高温酸碱溶液中的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸实验方法,研究了高温高压水环境中pH值对316L不锈钢应力腐蚀开裂的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行分析。结果表明:在300℃时,316L不锈钢在酸性和碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大。在中性溶液中,316L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合。     

316L奥氏体不锈钢的高温流变行为

为建立能准确描述316L不锈钢流动特性的本构模型并合理制定其热成形工艺参数,采用圆柱试样在Gleeble-3500热模拟试验机上对316L奥氏体不锈钢进行等温压缩变形试验,研究316L不锈钢在变形温度为900℃~1 100℃、应变速率为0.01s-1~2s-1条件下的流变行为,建立其热变形本构方程。结果表明,变形温度和应变速率对流变应力有明显影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率的增加而升高。建立了材料常数α,n,lnA,及应变激活能Q与应变之间的非线性关系;316L不锈钢的热变形行为可用包含Arrhenius项考虑应变、应变速率及温度影响的本构方程描述。通过相关系数r、平均相对误差(AARE)对本构方程的准确性进行分析,结果表明,该方程可以准确预测316L不锈钢的高温流变行为。     

奥氏体不锈钢AISI 316L腐蚀试验研究

在精对苯二甲酸(PTA)生产中,选取干燥机BM302壳体常用材料奥氏体不锈钢AIS316L为研究对象,在醋酸环境中,对AISI 316L受Br-及Cl-作用的电化学极化试验和电化学阻抗试验进行腐蚀性试验研究。试验结果表明,Br-或Cl-浓度的增加都会导致AISI 316L不锈钢腐蚀速率增加、击穿电位降低、腐蚀反应电阻减小,导致其耐腐蚀性能下降,腐蚀加剧。为PTA设备腐蚀的现场监测和设备维护提供参考依据。     

温度对高温水中奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂速率的影响

温度是影响核电站材料在高温水冷却剂中应力腐蚀开裂的关键参数之一。测试和分析了温度对不同外加应力水平下不同屈服强度奥氏体不锈钢在高温纯水中应力腐蚀开裂速率的影响。发现在110℃~288℃温度范围内,冷加工316L不锈钢的应力腐蚀开裂扩展速率为热激活过程。应力腐蚀开裂速率的表观活化能与温度区间、应力强度因子大小和屈服强度有关。分析了试验结果与文献报道的温度影响奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的几种类型和相关联的因素。     

γ射线辐照对316不锈钢在高温水中应力腐蚀破裂的影响

采用经两种剂量γ射线辐照试样的慢应变速率试验(SSRT),结合电化学测试及扫描电子显微镜观察,初步研究了固溶态及敏化态316不锈钢在含5mg/LCl-的300℃高温水中的应力腐蚀破裂行为.结果表明,在试验条件下经辐照的敏化态及固溶态试样的抗应力腐蚀性能均有一定恶化,且随辐照量增大影响也变大.固溶态试样经较高剂量辐照后,SCC敏感性增大较明显,例如经5.07×108radγ射线辐照的试样在200mV控制电位下显示有IGSCC敏感性     

316L不锈钢在沉积盐碱混合物下的高温腐蚀

对316L不锈钢沉积4.2% NaOH、1.3% NaCl、4.4% KOH、3.7% KCl盐碱混合物后在450 ℃至900 ℃下8 h和1 min高温腐蚀行为进行了试验.探讨了316L不锈钢在沉积盐碱混合物下的高温腐蚀机理,分析了温度、腐蚀介质和氧化膜的稳定性等因素对316L不锈钢腐蚀的影响.结果表明,316L不锈钢在450 ℃至900 ℃的高温腐蚀环境下其腐蚀速率随着温度的上升而增加.     

316L奥氏体不锈钢高温拉伸时的动态应变时效

在300～700℃,以应变速率为2×10-4 s-1对316L不锈钢进行拉伸试验,探索其中的动态应变时效现象及其规律.结果表明,316L奥氏体不锈钢在动态应变时效温度区间并没有出现屈服应力平台,在450～700℃既有正常的Portevien-Le Chatelier effect (PLC)效应,也有反PLC效应;锯齿形成的有效激活能为254k J/mol;扩散着Cr等置换型溶质原子与运动位错之间的交互作用使材料出现动态应变时效,导致锯齿流动行为.     

316L奥氏体不锈钢压力容器的焊接

某厂委托我厂制作以下 316L不锈钢压力容器 :洗涤器 2台 ,规格80 0mm× 5 0 0 0mm× 8mm ,设计压力0 .8MPa,Ⅰ类压力容器 ;过滤器 2台 ,规格70 0mm× 20 0 0mm× 8mm ,设计压力 1.1MPa ,Ⅱ类压力容器。我厂初次接触 ,为保证焊接质量 ,制定出了如下焊接工艺。1　焊接方法及材料根据 316L钢的特点及板厚 ,选用手工电弧焊焊接 ,电源极性为直流反接。选用E316L - 16 (A0 2 2 )焊条 ,直径3.2mm。2　坡口形状及尺寸为了使焊缝熔合良好及便于操作 ,采用V形坡口 ,用刨边机加工。由于电流较小 ,钝边稍留小一些 ,便于熔透 ,其尺寸如图 1所示…     

304不锈钢在高温水中的应力腐蚀破裂SCIEI

采用U型弯曲法应力腐蚀破裂试验、电化学测量以及Auger电子能谱(AES)分析方法研究了温度、氯离子浓度和溶解氧含量在高温水中对304不锈钢的应力腐蚀破坏(SC)敏感性的影响及其与表面膜之间的关系。在空气饱和的高温水中(溶解氧为8ppm),随着温度的升高(200—300℃)或氯离子浓度的降低(500—20ppm)304钢SCC敏感性降低。文中还讨论了氧化膜在SCC萌生和扩展中的作用。     

316L不锈钢应力腐蚀慢应变速率拉伸试验

就316L不锈钢在不同腐蚀环境下的慢拉伸力学性能进行了试验研究。所有试验在恒定应变速率2.4×10-7/s和恒定温度80℃条件下进行,高压釜中为5%Na Cl水溶液,并分别充入CO2和H2S气体。通过改变Cl-的浓度研究Cl-在慢拉伸试验条件下对316L不锈钢的力学性能的影响。试验结果表明,Cl-对316L不锈钢的拉伸力学性能有明显影响,随着Cl-浓度的增加,316L不锈钢的抗拉强度逐渐降低;即Cl-可能是导致316L不锈钢慢拉伸应力腐蚀的关键因素。对316L不锈钢慢拉伸样品断口的SEM微观分析表明,在Cl-的作用下其断裂特性由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂,即断口形貌在无Cl-和Cl-浓度较低时有明显的韧窝,为穿晶断裂;而随着Cl-浓度增加,断口形貌为解理性断裂,为沿晶断裂。     

不锈钢在高温水中应力腐蚀试验评定方法的比较

一、引言 304不锈钢在核电工业中应用相当广泛,但该材料在高温高压水中的SCC倾向是一严重问题,对此已有不少研究和评述。近年来,对316型不锈钢在高温水中的SCC行为也进行了研究。普遍认为,不锈钢上氧化膜的稳定性及其破裂后的再钝化能力,是影响SCC裂纹萌生和扩展的一个重要因素;304钢在高温水中的SCC属于破膜和局部阳极溶解机理。但有关研究304钢SCC行为与其表面氧化膜的组成和结构之间关系的报道还不多。     

人工神经网络模型预测不锈钢在高温水中的应力腐蚀破裂

采用两种基于人工神经网络(ANN)的经验学习方法，即双层感知器(DLP)模型和Elman反馈(EF)模型，分析应力腐蚀破裂(SCC)数据，预测奥氏体不锈钢在高温水(HTW)中的SCC敏感性，对304不锈钢(SS)和316SS的两组SCC数据，DLP模型经过长时间的训练周次并不收敛，而EF模型在有限的时间内收敛到一稳定值。304SS和316SS的SCC敏感性依赖于温度(T)、溶解氧浓度(DO)、氯离子浓度([Cl^-])以及电位(E)．采用EF模型，待预测样本数据被包含在训练数组里(方法Ⅰ)比不包含(方法Ⅱ)的情况有更高的预测率．用于EF模型的SCC阈值(ThV)影响预测率，当ThV≤0．6时，对304SS而言，预测率的范围大约是0．66～0．90(方法Ⅰ)，0．60—0．79(方法Ⅱ)；对316SS，预测率范围约为0．81～0．98(方法Ⅰ)，0．78～0．90(方法Ⅱ)．从预测率平均值来看，预测率服从正态分布，0．5应为最佳阈值．EF模型对定性预测ASS在高温水中的SCC行为有较高的预报率，是一个很有用的工具。     

核电站316L不锈钢弯头应力腐蚀行为的寿命预测

采用数值模拟方法对核电站316L不锈钢弯头的应力腐蚀裂纹扩展行为进行了研究。首先针对不锈钢厚壁弯头(外径355.6 mm,内径275.6 mm)进行有限元建模,在弯头内壁上创建出与实际裂纹相符的半椭圆状3D缺陷作为裂纹形状,其裂纹张开位移(δ_i)由Dugdale模型计算确定;然后根据有限元计算结果,建立裂纹应力强度因子(K)随裂纹深度(a)及附加应力(P)变化的拟合公式,结合实验数据得到管材在2种冷变形量下的应力腐蚀裂纹扩展速率(da/dt)拟合公式,利用迭代方法计算了裂纹穿透管壁所需的时间,为核电站安全评估提供了有效依据。研究显示,当弯头部位的冷变形量较小(硬度为230~245 HV)且在理想情况下(无初始附加应力),弯头被应力腐蚀裂纹穿透耗时最长(约57 a);当初始附加应力增加至200 MPa,此失效时间约缩减至前者的1/5(无应力释放)、2/7(应力释放一半)以及3/7(应力完全释放);保持初始附加应力不变(200 MPa)并提高弯头部位冷加工变形量(由硬度为230~245 HV提高到275~300 HV),弯头的大变形部位被穿透时间约缩短至小变形部位失效时间的2/5(无应力释放)、3/8(应力释放一半)以及1/3(应力完全释放),由此可见应力释放程度的降低和冷加工变形量的增加均导致了核电站316L不锈钢弯头剩余寿命的缩短。     

超级奥氏体不锈钢904L在高温高浓度硫酸中腐蚀行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了超级奥氏体不锈钢904L在不同的高温高浓度硫酸中的腐蚀行为。结果表明:随着温度的升高,904L在浓度89 mass% H_2SO_4中耐蚀性逐渐降低,120℃时出现了负阻抗,由活化转为钝化;随着硫酸浓度的升高,904L在温度为60℃硫酸溶液中腐蚀速率先减小后增大,最后又减小,在浓度为60 mass%的硫酸溶液中出现极小值,在浓度为80 mass%硫酸溶液中出现极大值,在高浓度的硫酸溶液中904L更容易发生自钝化。     

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。