如前所述,到1975年前后為止,評價不銹鋼的應力腐蝕斷裂一般主要采用42%~45%的MgCl2水溶液,但是就實際的應力腐蝕斷裂環境來說,由于將食鹽作為雜質成分包含在內的情況比較多,所以有時也使用濃度較高的食鹽水。在這種情況下,為了達到加速腐蝕斷裂的目的,嘗試使用了濃度較高并且添加少量氧化劑的水溶液。
日本國內的試驗例子比較少,1959年川畑等使用4%和20%的沸騰食鹽水,以及在其中添加了H2O2、NaNO2、NHNO2、N2Cr2O7、CrCl3、HgC2等成分的試驗液,采用3點支持方式對304不銹鋼以及316不銹鋼的退火材料和冷軋材料施加應力進行試驗,并發表了試驗結果。結果表明:在4%NaCl溶液中兩種鋼不易發生斷裂;在20%NaCl為主的溶液中,304不銹鋼在所有條件下都發生斷裂;而316不銹鋼只有在添加1%Na2Cr2O7·2H2O、0.25% CrCl3或者1%HgC2等成分時才會發生斷裂。此外,1961年森田針對食鹽主體溶液環境下熱處理對斷裂的影響進行了研究,其結果是:進行敏化熱處理(650℃、2h)時,在這些食鹽水溶液中,不具備耐晶間腐蝕性的304不銹鋼、316不(bu)銹鋼,其晶界裂紋敏感性也會提高;在退火狀態不發生斷裂的316鋼也往往會發生晶界斷裂;另一方面,304L不銹(xiu)鋼(gang)、347不銹(xiu)鋼、316L不銹鋼等耐晶間腐蝕鋼種的裂紋敏感性卻幾乎沒有變化。還有,在154℃的MgCl2溶液中,所有鋼種都發生了穿晶裂紋,與敏化熱處理無關。
橫田等(1970年)采用比較容易導致斷裂的20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O試驗液,采取U形彎曲方式施加應力進行試驗,結果表明:在44%MgCl2溶液試驗中沒有發生應力腐蝕斷裂的18Cr-13Ni-3Si鋼也發生了應力腐蝕斷裂;但如果在18Cr-13Ni-3Si鋼中加入銅元素(最高加入1.5%Cu)組成合金試樣進行試驗,結果證明,銅含量達到0.7%以上能夠防止斷裂。之后于1973年發表的圖7.11表示出了在沸騰20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O溶液以及沸騰44%MgCI2溶液中,Cr、Si還有銅含量對于斷裂的影響,這些元素在兩種試驗液中產生的影響完全不同。也就是說,在44%MgCl2溶液中鉻含量的增加會提高裂紋敏感性,但在以食鹽為主的溶液中隨著鉻含量的增加越發不易斷裂;硅在前者中會抑制斷裂,但在后者中卻幾乎沒有影響。另一方面,銅在前者中幾乎沒有什么影響,但在后者以食鹽為主的溶液中卻有著顯著的抑制斷裂的效果。

中(zhong)山等(1979年)在20%NaCl(100℃)中(zhong)采用SERT法對304鋼和(he)含0.24%Mo和(he)0.20%Cu的(de)(de)304不銹鋼進行了耐應力腐蝕(shi)斷(duan)裂(lie)性(xing)(xing)試(shi)驗,結果也證明后(hou)者的(de)(de)裂(lie)紋(wen)敏(min)感性(xing)(xing)較低,與42%MgCb溶液(ye)試(shi)驗的(de)(de)結果完全相(xiang)反。
采用各種市售奧氏體不銹鋼,添加各種氧化劑后在20%NaCl中進行試驗,其結果如表7.5 所示。從表中可以看出:在市售鋼當中,銅的效果也非常明顯;還有,復合添加了鉬和銅的316J1鋼只有在1%Na2Cr2O7·2H2O的溶液中才會發生斷裂;鎳含量較高的V16A(18Cr-18Ni-Mo-Cu鋼)、Alloy20、Incoloy800在任何條件下都不會發生斷裂。這和實際使用效果是一致的。


此外,遲沢等(1980年(nian))、小林等(1980年(nian))運用20%NaCl來研究應力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)發(fa)生(sheng)的(de)(de)電位(wei)(wei)-pH條(tiao)件。其(qi)(qi)中,通過包(bao)含了各種添加劑(ji)的(de)(de)20%NaCl溶(rong)液得(de)出的(de)(de)、針對7種奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)結果如圖7.12所示。會(hui)發(fa)生(sheng)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)是(shi)304、316、18Cr-16Ni-5Mo、還有21Cr-12Ni-2.5Mo-0.2N鋼(gang)(gang),普通耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性越好的(de)(de)鋼(gang)(gang),其(qi)(qi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)范圍就越處于低(di)pH、高電位(wei)(wei)側(ce)。其(qi)(qi)他鋼(gang)(gang)種的(de)(de)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)沒有發(fa)生(sheng)范圍,如果電位(wei)(wei)變高僅(jin)僅(jin)會(hui)出現(xian)點(dian)(dian)腐蝕(shi)(shi)(shi);另外還發(fa)現(xian),發(fa)生(sheng)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)都是(shi)以(yi)點(dian)(dian)腐蝕(shi)(shi)(shi)為起點(dian)(dian)的(de)(de)。不過,作為試驗(yan)液經常(chang)使用的(de)(de)20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O溶(rong)液的(de)(de)pH值不像高濃度MgCl2那么(me)低(di),大約為4,其(qi)(qi)特(te)征(zheng)是(shi):在同溶(rong)液中不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)電位(wei)(wei)先變高,發(fa)生(sheng)點(dian)(dian)腐蝕(shi)(shi)(shi)后,電位(wei)(wei)會(hui)移向(xiang)低(di)側(ce),到達應力腐蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)范圍。

使用高(gao)(gao)(gao)濃(nong)(nong)度(du)食鹽(yan)(yan)(yan)水對(dui)各種(zhong)鋼進行(xing)比(bi)較(jiao),其結果和實(shi)際(ji)應(ying)用的結果相(xiang)一致(zhi)。但涉(she)及實(shi)際(ji)應(ying)用中高(gao)(gao)(gao)濃(nong)(nong)度(du)氯化(hua)物的裝置比(bi)較(jiao)少,因(yin)此在(zai)80℃以(yi)下(xia)時,以(yi)將(jiang)氯離子作為(wei)不純成分包含在(zai)內的溫水為(wei)對(dui)象,高(gao)(gao)(gao)濃(nong)(nong)度(du)食鹽(yan)(yan)(yan)水試(shi)驗難(nan)度(du)較(jiao)大(da),所以(yi)隨著(zhu)溫水處理(li)裝置的普及,一般采用帶有縫隙(xi)的試(shi)片(pian)(后述)通過(guo)稀薄食鹽(yan)(yan)(yan)水來進行(xing)評價。

