影(ying)響在線亞洲日產一區二區:不銹鋼材料應(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)眾多,在過(guo)去幾十年里,研究人員采(cai)用不同的(de)試驗方法(fa)對力(li)學因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)、環境(jing)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)、材料因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)等已(yi)經做了大量(liang)的(de)研究,并取(qu)得了非常有價值的(de)成果(guo)。為了研究各(ge)影響因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)的(de)影響程度,人們采(cai)用灰色關聯理論、耶茨算法(fa)以及正交試驗設計等方法(fa)對各(ge)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)的(de)顯著性進(jin)行分析(xi)。但是(shi),現(xian)實中多起因(yin)(yin)(yin)在線亞洲日產一區二區:奧氏體不銹鋼應力腐蝕引起的事故顯(xian)示,環境壓力對奧氏體不(bu)銹鋼(gang)在線亞洲日產一區二區:應力腐蝕產生較(jiao)大影(ying)響(xiang),而前人(ren)的(de)研究很少涉及,故筆者針對上(shang)述因素對奧氏體(ti)不銹鋼應力(li)腐蝕的(de)影(ying)響(xiang)展開(kai)研究,探尋(xun)上(shang)述因素對奧氏體(ti)不銹鋼應力(li)腐蝕的(de)影(ying)響(xiang)規(gui)律,為防止類(lei)似(si)事故的(de)發生提供(gong)試驗和(he)理論基礎(chu)。
一(yi)、應(ying)力腐蝕試驗方(fang)法
研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)有多種(zhong),根據所(suo)研(yan)究(jiu)材料、環境(jing)、應(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)及(ji)研(yan)究(jiu)目的(de)(de)選擇適當的(de)(de)試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)至關重要。按照加載方式不同,應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)可分為恒變形法(fa)(fa)、恒載荷法(fa)(fa)和慢應(ying)(ying)變速(su)率拉(la)伸法(fa)(fa),采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)試(shi)樣(yang)一般分為三類:光滑試(shi)樣(yang)、帶缺(que)口試(shi)樣(yang)和預(yu)制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣(yang)。光滑試(shi)樣(yang)主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)來(lai)研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)敏感性;帶缺(que)口試(shi)樣(yang)是(shi)(shi)模擬金屬(shu)材料中的(de)(de)宏(hong)觀裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)以研(yan)究(jiu)材料的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性;預(yu)制裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)試(shi)樣(yang)是(shi)(shi)預(yu)先(xian)在試(shi)樣(yang)上加工出缺(que)口并經疲勞(lao)處理產(chan)生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen),常用(yong)(yong)(yong)來(lai)測量應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)臨界應(ying)(ying)力(li)強(qiang)度(du)因子及(ji)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展速(su)率。常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)如下:
1. 恒變形法(fa)
恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)法(fa)是通過拉伸或(huo)(huo)彎(wan)曲(qu)使(shi)試樣變(bian)(bian)形(xing)(xing)而產生拉應(ying)(ying)力,利(li)用具有足夠(gou)剛性的框(kuang)架維持這種變(bian)(bian)形(xing)(xing)或(huo)(huo)者(zhe)直接采用加(jia)力框(kuang)架,保證試樣變(bian)(bian)形(xing)(xing)恒(heng)定(ding)的應(ying)(ying)力腐蝕試驗方法(fa)。這種加(jia)載方式往往用于模擬工程構(gou)件中的加(jia)工制造(zao)應(ying)(ying)力狀(zhuang)態。恒(heng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)法(fa)又可(ke)分(fen)為彎(wan)梁法(fa)、C形(xing)(xing)環(huan)法(fa)、U形(xing)(xing)彎(wan)曲(qu)法(fa)和音叉(cha)型法(fa)。
恒變形(xing)試(shi)(shi)驗法的(de)優(you)點是(shi):裝(zhuang)置簡(jian)單(dan)、試(shi)(shi)樣(yang)緊(jin)湊、操作(zuo)(zuo)方便(bian)、可以(yi)定性(xing)地獲(huo)得材料應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感(gan)性(xing)。缺點是(shi):不(bu)能準確(que)測定應(ying)力(li)(li)值;試(shi)(shi)驗過程中,伴隨裂紋發(fa)展(zhan),往往會出現某種弛豫作(zuo)(zuo)用(yong),從而導致試(shi)(shi)樣(yang)承(cheng)受的(de)應(ying)力(li)(li)下降,使得裂紋的(de)發(fa)展(zhan)減緩或停止,顯著影(ying)響試(shi)(shi)樣(yang)的(de)斷(duan)裂時間,甚至可能觀察不(bu)到試(shi)(shi)樣(yang)斷(duan)裂。
2. 恒載荷法(fa)
恒(heng)載荷法是(shi)利用砝碼、力(li)(li)矩、彈(dan)簧等對試樣施加(jia)(jia)一定(ding)(ding)載荷以(yi)實現應力(li)(li)腐蝕試驗,這種加(jia)(jia)載方(fang)式往往用于(yu)模(mo)擬工程構件可(ke)能受到(dao)的工作應力(li)(li)或加(jia)(jia)工應力(li)(li)。恒(heng)載荷法雖然載荷是(shi)恒(heng)定(ding)(ding)的,但試樣在暴(bao)露過程中由于(yu)腐蝕和產生(sheng)裂紋使其截面(mian)積不斷(duan)減(jian)小,從而使斷(duan)裂面(mian)上的有(you)效應力(li)(li)不斷(duan)增大。
目前,應(ying)力(li)(li)環(huan)測(ce)試系統是最(zui)常見(jian)的(de)恒載荷(he)(he)(he)試驗(yan)設(she)備,操作簡單,精度相(xiang)對(dui)較高(gao)。美國CORTEST 公司生產的(de)應(ying)力(li)(li)環(huan)測(ce)試系統的(de)測(ce)試單元的(de)載荷(he)(he)(he)范圍最(zui)高(gao)可(ke)(ke)達1700MPa,這種(zhong)測(ce)試單元可(ke)(ke)以(yi)與(yu)標(biao)準耐熱玻璃(li)容(rong)(rong)器、高(gao)溫(wen)容(rong)(rong)器或(huo)能承(cheng)受13.6MPa、溫(wen)度200℃的(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓容(rong)(rong)器配套(tao)使用(yong)。每一(yi)個單獨標(biao)定(ding)的(de)CORTEST應(ying)力(li)(li)環(huan)都相(xiang)應(ying)帶(dai)有(you)一(yi)張(zhang)轉換(huan)表,用(yong)于準確(que)確(que)定(ding)試樣的(de)載荷(he)(he)(he),如(ru)圖2-1所示。應(ying)力(li)(li)環(huan)為(wei)試樣提供持久不變的(de)單向拉伸載荷(he)(he)(he)。應(ying)力(li)(li)環(huan)的(de)撓度由千(qian)分表測(ce)定(ding),并可(ke)(ke)與(yu)刻度盤上(shang)的(de)指(zhi)示相(xiang)核(he)對(dui)。

3. 慢(man)應變速(su)率(lv)拉伸法
慢應(ying)變速率試(shi)(shi)驗(slow strain rate testing,SSRT),是在一(yi)定環(huan)境(jing)中將拉伸試(shi)(shi)件(jian)放人特制的(de)慢應(ying)變速率試(shi)(shi)驗機中,以恒(heng)定不變的(de)相當緩(huan)慢的(de)應(ying)變速度通(tong)過試(shi)(shi)驗機把載荷施加到(dao)試(shi)(shi)件(jian),直至拉斷。由于(yu)它具有可大大縮短應(ying)力腐蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)驗周期,并且可以采用光滑小(xiao)試(shi)(shi)樣等一(yi)系列優(you)點(dian),因而被(bei)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)研究,特別是用于(yu)研究各種環(huan)境(jing)因素對應(ying)力腐蝕(shi)(shi)的(de)影(ying)響。
慢應(ying)變速率試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)通常與在不發生應(ying)力腐蝕的(de)(de)惰性(xing)介質(如油(you)或(huo)空(kong)氣)中的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)進行(xing)比較(jiao),以兩(liang)者(zhe)在相(xiang)(xiang)同溫(wen)度和應(ying)變速率下的(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)(jie)(jie)果(guo)的(de)(de)相(xiang)(xiang)對(dui)值(zhi)表征應(ying)力腐蝕的(de)(de)敏(min)感性(xing)。主要有(you)以下幾個評(ping)定指標(biao):
a. 塑(su)性損失(shi)
以(yi)延(yan)伸率δ和(he)斷面(mian)收(shou)縮率Z作為(wei)參(can)數,計算(suan)得到應力(li)腐(fu)蝕敏感性指數F(δ)和(he)F(Z),其值越大,表示應力(li)腐(fu)蝕敏感性越強(qiang)。

式中,δ0、δ分別為試樣在惰性介質和腐蝕介質中的延伸率;Z0、Z分別為試樣在空氣和腐蝕介質中的斷面收縮率。
b. 最(zui)大載(zai)荷
試樣在拉伸過(guo)程中(zhong)載(zai)荷達到的(de)最大值。對脆性材料,往往用這個指標來衡量,特別是當(dang)應力(li)還在彈性范圍內試樣就(jiu)已滯(zhi)后斷(duan)裂時(shi),用最大載(zai)荷作為判據就(jiu)更合理。由最大載(zai)荷表征的(de)應力(li)腐蝕敏感(gan)性指數為:

式中,l0、l分別為試樣在惰性介質和腐蝕介質中的最大載荷。
c. 斷裂時間(jian)
從開始試驗到載荷達到最大值所經歷的時間稱為斷裂時間tf。在應變速率不變的條件下,試樣所需的斷裂時間越短,說明材料對環境的應力腐蝕敏感性越高。應力腐蝕敏感性指數F(t)定義為:

式中,t0、tr分別為試樣在惰性介質和腐蝕介質中的斷裂時間。
d. 內積功
應力-應變曲線(xian)圖中(zhong),曲線(xian)與(yu)橫軸圍成的面積為試(shi)樣斷裂時的內(nei)積功。惰性(xing)介(jie)質(zhi)和腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)試(shi)驗中(zhong)內(nei)積功差別越大(da),應力腐蝕(shi)敏感性(xing)也越大(da)。應力腐蝕(shi)敏感性(xing)指數F(A)定義(yi)為:

式中(zhong),A0、A分別為試樣在惰性(xing)介質和(he)腐蝕介質中的內積功。
e. 斷裂(lie)應(ying)力(li)σe
在腐(fu)蝕(shi)介質中(zhong)和(he)惰性介質中(zhong)的(de)斷裂應力(li)比值(zhi)愈(yu)小,應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性就愈(yu)大。
f. 斷口形貌
對大多數壓力(li)容器鋼(gang)材,在惰性介質(zhi)中斷(duan)(duan)裂后將(jiang)獲得韌窩性斷(duan)(duan)口,而在腐蝕介質(zhi)中,拉斷(duan)(duan)后往(wang)往(wang)獲得脆性斷(duan)(duan)口。其中脆性斷(duan)(duan)口比例愈高,則應力(li)腐蝕愈敏(min)感(gan)。如介質(zhi)中拉斷(duan)(duan)后斷(duan)(duan)面(mian)存在二次裂紋,也(ye)可以用二次裂紋的長度和數量(liang)來衡量(liang)應力(li)腐蝕的敏(min)感(gan)性。
二、試(shi)驗設計
以S32168不(bu)銹鋼為試驗材料,材料的化學成分列于表2-1。試樣加工成標距為25.4mm、直徑為5.00mm的圓柱狀,試樣幾何形狀如圖2-2(a)所示,實物如圖2-2(b)所示。試驗之前,試樣先用400#、200#、2000#三種不同規格的砂紙依次沿著縱向和橫向交替打磨。打磨完成后,將試樣依次放入乙醇和丙酮溶液中進行超聲清洗,用去離子水沖洗并且吹干。試驗溶液用NACE標準中規定的分析純氯化鈉、乙酸和去離子水配制,其中氯化鈉的質量分數為5%,乙酸的質量分數為0.5%,溶液的pH值在3~4之間,試樣編號及試驗參數見表2-2.試驗是在美國CORT-EST公司研制的慢應變速率應力腐蝕試驗機上進行的,拉伸速率為1.9×10-6s-1.每次試驗結束,都會得到一條應力-應變曲線和斷裂時間,隨之可以得到最大應力、斷面收縮率和伸長率。將拉斷的試樣先后用去離子水和乙醇清洗并吹干,用掃描電鏡(SEM)觀察斷口形貌,然后將樣品沿標距段縱剖,觀察裂紋路徑及深度方向的生長情況。


三、試(shi)驗結果
1. 腐(fu)蝕拉伸曲線(xian)
圖2-3(a)~(e)是(shi)試樣(yang)在不同溫度和操作壓力的腐蝕拉(la)伸曲(qu)(qu)線,為便(bian)于分(fen)析,將5條曲(qu)(qu)線繪(hui)制在同一圖中(zhong),如(ru)圖2-3(f)所(suo)示。

圖2-3(f)中,曲線1是在25℃和1MPa下的拉伸曲線,材料在拉伸過程中具有明顯的塑性變形過程和較高的抗拉強度。曲線2和曲線3是同一溫度(150℃)、不同操作壓力(1.6MPa和11MPa)下的拉伸曲線,兩條曲線兒乎重合,說明在150℃條件下,壓力變化對S32168奧氏體不銹鋼的應力腐蝕敏感性影響不大。曲線4和曲線5是同一溫度(260℃)、不同操作壓力(4.6MPa和11MPa)下的拉伸曲線,兩條曲線相差較大,11MPa下材料具有很高的脆性,說明在260℃時,壓力變化對S32168奧氏體不銹鋼的應力腐蝕敏感性影響較大,壓力越高,材料越容易發生應力腐蝕破裂。
2. 應力(li)腐蝕(shi)敏感(gan)性分析
以塑性(xing)損失(shi)中的斷面收縮率表(biao)示(shi)的應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)指數F(Z)表(biao)示(shi)試(shi)樣在不(bu)同環境下的應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing),將(jiang)每種(zhong)環境下的試(shi)驗結(jie)果求平均值,如表(biao)2-3所(suo)示(shi),可知不(bu)同溫度條件下介質壓(ya)力(li)對應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)的影響(xiang)。

圖(tu)2-4描(miao)述了(le)不(bu)同(tong)環境(jing)中(zhong)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)(gan)性(xing)指(zhi)數的(de)變(bian)化(hua)情況,從圖(tu)中(zhong)可(ke)以看出,溫度和(he)壓力(li)升高(gao)(gao)都能提高(gao)(gao)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)(gan)性(xing)。25℃時,應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)(gan)性(xing)指(zhi)數很(hen)小;150℃時,隨著介質壓力(li)的(de)增大應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)(gan)性(xing)略有(you)升高(gao)(gao)。260℃時,介質壓力(li)的(de)變(bian)化(hua)對應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)(gan)性(xing)的(de)影響明顯(xian)增大。

3. 腐蝕形貌與斷口(kou)分(fen)析
拉斷后的(de)(de)試(shi)(shi)樣如圖2-5所示。宏觀觀察(cha)發(fa)現:0~3號試(shi)(shi)樣拉斷后,試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)光澤,與實驗(yan)之(zhi)前的(de)(de)表(biao)面(mian)比較,基本(ben)相同,觀察(cha)不(bu)到被腐蝕的(de)(de)痕(hen)跡,如圖2-5(a)~(d)所示;4號、5號試(shi)(shi)樣,試(shi)(shi)驗(yan)后表(biao)面(mian)呈棕色,氧化(hua)嚴重(zhong),5號試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)還(huan)附著有(you)腐蝕產物。

采用掃描電鏡(jing)(SEM)對試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近圓(yuan)柱面腐蝕(shi)形貌進(jin)行(xing)觀察。1~3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)(biao)面比較(jiao)(jiao)光滑(hua),保(bao)持原有的(de)金屬色(se),頸縮比較(jiao)(jiao)嚴重,如(ru)圖(tu)2-6(a)、(c)、(e)所示。4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)(biao)面呈棕色(se),氧化嚴重,斷(duan)(duan)(duan)口(kou)(kou)頸縮很(hen)小,如(ru)圖(tu)2-6(g)、(i)所示。在(zai)(zai)1號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近觀察到少量(liang)(liang)的(de)點蝕(shi)坑(keng)[圖(tu)2-6(b)],而2號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)側面的(de)點蝕(shi)坑(keng)數(shu)量(liang)(liang)明(ming)顯增加[圖(tu)2-6(d)]。3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近存在(zai)(zai)大量(liang)(liang)的(de)小裂紋,并且裂紋走(zou)向基本與(yu)拉伸方向垂直[圖(tu)2-6(f)].4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近表(biao)(biao)面因被氧化而存在(zai)(zai)大量(liang)(liang)的(de)凹坑(keng)和突起,與(yu)4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)比較(jiao)(jiao),5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)(biao)面的(de)裂紋尺(chi)寸明(ming)顯增加。與(yu)1號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)和3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)相比,4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)拉伸過程中(zhong)表(biao)(biao)現出明(ming)顯的(de)脆性(xing)斷(duan)(duan)(duan)裂特征,這說明(ming)溫度(du)對應(ying)力腐蝕(shi)有重要的(de)影響。

25℃、1MPa環境下的斷口形(xing)貌如圖(tu)2-7所(suo)示。1號試(shi)(shi)樣(yang)斷口為半(ban)杯狀形(xing)貌,分為剪切唇區(qu)(qu)、放射區(qu)(qu)和纖維區(qu)(qu),纖維區(qu)(qu)中韌(ren)(ren)窩(wo)較多(duo)且體積(ji)大(da),試(shi)(shi)樣(yang)以韌(ren)(ren)性斷裂為主,未發現(xian)二次裂紋,說明(ming)在此環境中S32168不(bu)銹鋼的應力腐蝕敏感性較低(di)。

150℃、1.6MPa環(huan)境下的(de)斷(duan)口(kou)形貌如圖2-8所示。試樣2斷(duan)口(kou)也(ye)包含三(san)個區(qu),纖(xian)維區(qu)面(mian)積大,韌(ren)窩多,過渡區(qu)有少量臺階,該環(huan)境下仍以(yi)韌(ren)性斷(duan)裂(lie)為主,但(dan)出現應力腐蝕斷(duan)裂(lie)的(de)特征(zheng),說明在此環(huan)境下試樣的(de)應力腐蝕敏感性升高(gao)。

150℃、11MPa環(huan)境下(xia)的斷口形貌(mao)如圖2-9所示。與2號試(shi)樣(yang)比較,3號試(shi)樣(yang)斷口中剪(jian)切(qie)唇區的面積減小(xiao),在靠近斷口邊緣(yuan)部位出現準解理斷裂形貌(mao),此時,應力腐蝕敏感(gan)性(xing)隨操作壓力的升(sheng)高略有升(sheng)高。

260℃、4.6MPa環境下的斷(duan)口形貌如(ru)圖2-10所示。4號試樣斷(duan)口較平整(zheng),剪切唇區面積(ji)很(hen)小,韌窩少且體積(ji)小,斷(duan)口外緣呈現出扇(shan)形形貌,并存在一(yi)定(ding)量的腐蝕產物。整(zheng)個斷(duan)口表現出準解理(li)斷(duan)裂的特點,應力腐蝕敏感性明顯增強。

260℃、11MPa環境下的斷(duan)口(kou)形貌如圖2-11所示。與4號試樣比較,5號樣的斷(duan)口(kou)不(bu)平(ping)整,仍表現為脆性斷(duan)裂,斷(duan)口(kou)邊緣存在準解理斷(duan)裂區,并(bing)且含有量的二次(ci)裂紋,在此環境下,S32168鋼應力(li)腐蝕敏感性更高(gao)。

根據上述拉伸(shen)試驗數據、斷口和(he)表面(mian)微觀形貌分(fen)析,可以(yi)確定在1~11MPa壓力(li)范圍和(he)25~150℃溫度(du)范圍內,介質壓力(li)對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)影響(xiang)(xiang)較小;在260℃時(shi),介質壓力(li)對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)影響(xiang)(xiang)較大。當(dang)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)增加時(shi),試樣表面(mian)的點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)數量增多,裂紋(wen)萌生于點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)坑(keng)的現象越來(lai)越明(ming)顯。分(fen)析認為,在相同的應(ying)(ying)變(bian)速(su)率下,當(dang)溫度(du)和(he)壓力(li)升高時(shi),金屬(shu)溶(rong)解速(su)率增加,促進了裂紋(wen)的萌生和(he)擴展。
四、溫(wen)度和工作壓(ya)力(li)對應力(li)腐蝕(shi)開(kai)裂影響機理(li)
通過上文對試樣微觀斷口的分析(xi)得(de)出,隨溫度的升高,S32168不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應力腐蝕敏感性(xing)增加。已有研究表明,S32168不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)酸性(xing)氯離子(zi)溶液中的應力腐蝕開裂(lie)也是由陽極溶解引(yin)起的,而(er)且(qie)(qie)應力腐蝕裂(lie)紋(wen)往往起源(yuan)于點蝕。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料在(zai)室溫下形成的氧化膜很薄(bo)且(qie)(qie)具(ju)有很強的保護(hu)性(xing),但在(zai)溫度升高時氧化膜保護(hu)性(xing)降低。
工作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)在(zai)試樣(yang)表面(mian)產生(sheng)的是壓(ya)(ya)應(ying)力(li),垂直作(zuo)用于(yu)拉伸方(fang)向。321不銹鋼在(zai)酸性氯(lv)離子(zi)溶液中的應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂也是由電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)引(yin)起的。由于(yu)應(ying)力(li)狀態(tai)對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)的影響并不大,壓(ya)(ya)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的電(dian)化學(xue)條(tiao)件仍然具備(bei),則(ze)壓(ya)(ya)應(ying)力(li)同樣(yang)能(neng)引(yin)起滑移。金屬發(fa)生(sheng)塑性變(bian)形時陽極電(dian)流的動力(li)學(xue)方(fang)程如下(xia):
由于工作壓(ya)力(li)(li)的(de)存(cun)在,使(shi)試樣表(biao)(biao)面位錯增(zeng)(zeng)加,增(zeng)(zeng)大(da)(da)了表(biao)(biao)面局部塑性變形和金屬中(zhong)的(de)剩余(yu)壓(ya)力(li)(li),進(jin)而(er)引起(qi)局部陽(yang)極(ji)電(dian)流(liu)的(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)。陽(yang)極(ji)電(dian)流(liu)的(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da),加快了局部腐蝕(shi)速率,促進(jin)了點(dian)蝕(shi)坑的(de)快速形成(cheng)。同時,工作壓(ya)力(li)(li)增(zeng)(zeng)大(da)(da)時,增(zeng)(zeng)加了點(dian)蝕(shi)坑處的(de)應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong),促使(shi)更多的(de)點(dian)蝕(shi)坑向(xiang)裂紋(wen)發(fa)展(zhan)(zhan),并使(shi)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)(zhan)速率加快。根據(ju)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)(zhan)速率與溫度的(de)倒數(shu)的(de)負(fu)數(shu)呈自然指數(shu)關系可知(zhi),裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)(zhan)速率隨著溫度的(de)升高而(er)增(zeng)(zeng)加。
五、總結(jie)
浙江至德鋼業有限(xian)公司通(tong)過慢(man)應(ying)(ying)變速率(lv)試(shi)驗方法研究了(le)氯離(li)子環(huan)境下溫度和操作(zuo)壓力(li)(li)對(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的(de)影(ying)響。分別分析了(le)不(bu)同試(shi)驗參數(shu)下拉伸曲線(xian)的(de)變化(hua)、腐(fu)蝕試(shi)樣的(de)宏觀形(xing)(xing)貌和微觀形(xing)(xing)貌,結果表(biao)明,隨著操作(zuo)壓力(li)(li)和溫度的(de)升高,應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性增強;溫度對(dui)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏(min)(min)感(gan)性的(de)影(ying)響更(geng)大(da)。

