影響在線亞洲日產一區二區:不銹鋼材料(liao)應力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)因(yin)素眾多(duo),在(zai)過(guo)去幾十年里(li),研(yan)究(jiu)人員采用(yong)不同的(de)(de)試(shi)驗(yan)方法(fa)對(dui)力(li)學因(yin)素、環(huan)境因(yin)素、材料(liao)因(yin)素等已經(jing)做(zuo)了(le)(le)大量的(de)(de)研(yan)究(jiu),并取得了(le)(le)非常有(you)價值的(de)(de)成果。為了(le)(le)研(yan)究(jiu)各影(ying)響因(yin)素的(de)(de)影(ying)響程度,人們采用(yong)灰色關(guan)聯理論、耶茨算法(fa)以及正交試(shi)驗(yan)設計等方法(fa)對(dui)各因(yin)素的(de)(de)顯著(zhu)性進(jin)行(xing)分析。但是,現實中多(duo)起(qi)因(yin)在線亞洲日產一區二區:奧氏體不銹鋼應(ying)力(li)腐蝕引起的事(shi)故顯示,環境(jing)壓力(li)對(dui)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)在線亞洲日產一區二區:應力腐蝕產生較大影(ying)(ying)響(xiang),而(er)前人的研究很(hen)少涉及,故筆(bi)者針(zhen)對(dui)(dui)上述因素(su)對(dui)(dui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的影(ying)(ying)響(xiang)展(zhan)開研究,探尋上述因素(su)對(dui)(dui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的影(ying)(ying)響(xiang)規律,為防(fang)止類似事故的發生提供(gong)試(shi)驗和理論(lun)基(ji)礎(chu)。



一(yi)、應力腐蝕試驗(yan)方(fang)法


  研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕的(de)(de)(de)試驗方法(fa)有多種,根據所研(yan)究(jiu)材(cai)料(liao)、環(huan)境(jing)、應(ying)(ying)(ying)力(li)狀態及(ji)研(yan)究(jiu)目的(de)(de)(de)選擇適當的(de)(de)(de)試驗方法(fa)至關重(zhong)要。按照加載(zai)方式不同,應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕試驗可分為(wei)恒(heng)變(bian)形法(fa)、恒(heng)載(zai)荷(he)法(fa)和(he)慢應(ying)(ying)(ying)變(bian)速率拉(la)伸法(fa),采用的(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)一般分為(wei)三(san)類:光滑(hua)試樣(yang)(yang)、帶(dai)缺口(kou)試樣(yang)(yang)和(he)預制裂(lie)(lie)(lie)紋試樣(yang)(yang)。光滑(hua)試樣(yang)(yang)主要用來(lai)研(yan)究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕破裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing);帶(dai)缺口(kou)試樣(yang)(yang)是模擬金屬(shu)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)宏觀(guan)裂(lie)(lie)(lie)紋以研(yan)究(jiu)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕敏(min)感(gan)性(xing);預制裂(lie)(lie)(lie)紋試樣(yang)(yang)是預先在試樣(yang)(yang)上加工出(chu)缺口(kou)并(bing)經疲勞處理(li)產生裂(lie)(lie)(lie)紋,常(chang)用來(lai)測量應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)強(qiang)度因子及(ji)裂(lie)(lie)(lie)紋擴(kuo)展速率。常(chang)用的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐蝕試驗方法(fa)如下:


1. 恒變形法


  恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)法(fa)(fa)是通過(guo)拉伸(shen)或彎曲使試樣變(bian)形(xing)而(er)產生(sheng)拉應力(li),利用(yong)具(ju)有足夠剛性(xing)的框架維(wei)持這(zhe)種變(bian)形(xing)或者直接(jie)采用(yong)加力(li)框架,保證試樣變(bian)形(xing)恒(heng)(heng)(heng)定(ding)的應力(li)腐蝕試驗方法(fa)(fa)。這(zhe)種加載方式往往用(yong)于模擬工程構件(jian)中的加工制(zhi)造應力(li)狀態。恒(heng)(heng)(heng)變(bian)形(xing)法(fa)(fa)又可分為彎梁(liang)法(fa)(fa)、C形(xing)環法(fa)(fa)、U形(xing)彎曲法(fa)(fa)和音叉型法(fa)(fa)。


  恒變形試驗(yan)法的(de)(de)優點是:裝(zhuang)置簡單、試樣(yang)緊(jin)湊、操(cao)作方便、可(ke)以(yi)定(ding)性(xing)地獲得材料應(ying)力(li)腐蝕敏(min)感性(xing)。缺點是:不(bu)能準(zhun)確測定(ding)應(ying)力(li)值;試驗(yan)過程中,伴隨裂紋(wen)發(fa)展(zhan)(zhan),往往會(hui)出(chu)現某(mou)種弛(chi)豫作用(yong),從而導致試樣(yang)承受的(de)(de)應(ying)力(li)下降,使得裂紋(wen)的(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)減緩或停止,顯著影(ying)響試樣(yang)的(de)(de)斷裂時間,甚至(zhi)可(ke)能觀察(cha)不(bu)到試樣(yang)斷裂。


2. 恒載荷(he)法(fa)


  恒載荷(he)法是利用砝(fa)碼、力矩(ju)、彈(dan)簧等對試(shi)樣(yang)施加(jia)一(yi)定載荷(he)以實現應力腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗,這種加(jia)載方(fang)式(shi)往往用于(yu)模擬工(gong)程構件可能受到的工(gong)作(zuo)應力或加(jia)工(gong)應力。恒載荷(he)法雖然載荷(he)是恒定的,但試(shi)樣(yang)在暴露過程中由于(yu)腐(fu)蝕(shi)和產生裂紋使其截面積不斷(duan)減小,從而使斷(duan)裂面上的有效應力不斷(duan)增大。


  目前,應(ying)力(li)環(huan)測(ce)試(shi)系(xi)統是最(zui)常見的(de)(de)恒載荷試(shi)驗設備,操(cao)作簡單(dan),精度相(xiang)對較高。美國(guo)CORTEST 公司生產(chan)的(de)(de)應(ying)力(li)環(huan)測(ce)試(shi)系(xi)統的(de)(de)測(ce)試(shi)單(dan)元(yuan)的(de)(de)載荷范圍(wei)最(zui)高可達1700MPa,這(zhe)種(zhong)測(ce)試(shi)單(dan)元(yuan)可以與標(biao)準耐熱玻璃容(rong)(rong)器(qi)、高溫容(rong)(rong)器(qi)或能承受13.6MPa、溫度200℃的(de)(de)高溫高壓容(rong)(rong)器(qi)配套(tao)使用。每一個單(dan)獨標(biao)定(ding)(ding)的(de)(de)CORTEST應(ying)力(li)環(huan)都相(xiang)應(ying)帶(dai)有一張轉換表(biao),用于準確(que)確(que)定(ding)(ding)試(shi)樣的(de)(de)載荷,如圖(tu)2-1所(suo)示。應(ying)力(li)環(huan)為試(shi)樣提(ti)供(gong)持久不變的(de)(de)單(dan)向拉伸載荷。應(ying)力(li)環(huan)的(de)(de)撓度由千分(fen)表(biao)測(ce)定(ding)(ding),并(bing)可與刻度盤上的(de)(de)指示相(xiang)核(he)對。


圖 1.jpg


3. 慢應變速率(lv)拉(la)伸法


  慢應(ying)變速率(lv)試(shi)驗(slow strain rate testing,SSRT),是(shi)在一(yi)(yi)定環(huan)境中(zhong)將拉(la)伸試(shi)件放人特(te)(te)制的(de)慢應(ying)變速率(lv)試(shi)驗機中(zhong),以恒定不變的(de)相當(dang)緩(huan)慢的(de)應(ying)變速度通過試(shi)驗機把載荷施加到(dao)試(shi)件,直(zhi)至拉(la)斷。由于(yu)(yu)它具有可(ke)大大縮短應(ying)力腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗周期,并(bing)且可(ke)以采用(yong)光滑小試(shi)樣(yang)等(deng)一(yi)(yi)系列(lie)優點,因(yin)而被廣(guang)泛應(ying)用(yong)于(yu)(yu)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)研究(jiu),特(te)(te)別是(shi)用(yong)于(yu)(yu)研究(jiu)各種環(huan)境因(yin)素對應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)影響。


  慢應(ying)變速率(lv)試驗結果通常與在(zai)不發生應(ying)力腐蝕(shi)的(de)惰性介質(如油或空氣)中的(de)試驗結果進行比較(jiao),以(yi)兩者在(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度和應(ying)變速率(lv)下的(de)試驗結果的(de)相(xiang)對值表(biao)征應(ying)力腐蝕(shi)的(de)敏感性。主要有以(yi)下幾個評定(ding)指標:


  a. 塑性損失


     以延(yan)伸率(lv)δ和斷(duan)面收(shou)縮(suo)率(lv)Z作為參數(shu),計算得到應力(li)腐蝕敏感性(xing)指數(shu)F(δ)和F(Z),其(qi)值(zhi)越(yue)大,表示應力(li)腐蝕敏感性(xing)越(yue)強。


1.jpg


    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. 最大載荷(he)


    試樣(yang)在(zai)拉伸過(guo)程中載荷(he)達到的最(zui)大值(zhi)。對(dui)脆性材料,往往用(yong)這個指(zhi)標來衡量(liang),特(te)別(bie)是當應力還在(zai)彈性范(fan)圍內試樣(yang)就已滯后斷裂時,用(yong)最(zui)大載荷(he)作(zuo)為判據就更合理。由最(zui)大載荷(he)表征(zheng)的應力腐蝕(shi)敏感性指(zhi)數為:


3.jpg


    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


   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:


4.jpg


   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(nei)積功


    應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變(bian)曲線(xian)圖中,曲線(xian)與橫(heng)軸圍(wei)成的面積為(wei)試樣斷(duan)裂時(shi)的內(nei)積功。惰性(xing)介(jie)質(zhi)和腐(fu)(fu)蝕介(jie)質(zhi)試驗中內(nei)積功差別越大(da),應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)性(xing)也越大(da)。應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)性(xing)指數F(A)定(ding)義為(wei):


5.jpg


    式中,A0、A分別(bie)為試(shi)樣在惰性(xing)介質(zhi)和腐蝕(shi)介質(zhi)中的內積功。


  e. 斷(duan)裂應力(li)σe


    在腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)中和惰性(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)中的斷裂應(ying)力(li)比值愈小,應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing)就愈大(da)。


  f. 斷口形貌


   對(dui)大多數(shu)壓力容器鋼材,在(zai)惰性介質中(zhong)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)后將(jiang)獲得(de)(de)韌窩性斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口,而在(zai)腐(fu)蝕介質中(zhong),拉斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)后往往獲得(de)(de)脆性斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口。其中(zhong)脆性斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口比例(li)愈高,則應力腐(fu)蝕愈敏(min)感。如介質中(zhong)拉斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)后斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)面存在(zai)二(er)次裂(lie)紋,也(ye)可以用(yong)二(er)次裂(lie)紋的長度和數(shu)量來衡量應力腐(fu)蝕的敏(min)感性。



二、試驗設(she)計


  以S32168不銹(xiu)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、試驗結果


 1. 腐蝕拉伸曲線(xian)


  圖2-3(a)~(e)是(shi)試樣(yang)在不同溫(wen)度和操作壓力(li)的腐蝕拉伸曲(qu)線,為便(bian)于分析,將(jiang)5條(tiao)曲(qu)線繪制在同一圖中(zhong),如圖2-3(f)所示。


圖 3.jpg   圖 3.1.jpg

 

  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. 應力腐蝕敏感性分析


  以塑性(xing)損失中的(de)(de)斷(duan)面收縮率表(biao)示的(de)(de)應力腐蝕敏感性(xing)指數F(Z)表(biao)示試(shi)(shi)樣在不同環境下(xia)的(de)(de)應力腐蝕敏感性(xing),將每種環境下(xia)的(de)(de)試(shi)(shi)驗結果求平均值,如表(biao)2-3所示,可知不同溫(wen)度條件下(xia)介質壓力對(dui)應力腐蝕敏感性(xing)的(de)(de)影響。


表 3.jpg


  圖2-4描(miao)述(shu)了不同環境中(zhong)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)指數的變化(hua)情況,從圖中(zhong)可以(yi)看出,溫度(du)和壓力(li)升(sheng)高(gao)都能(neng)提高(gao)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)。25℃時,應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)指數很小;150℃時,隨著介質壓力(li)的增大(da)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)略(lve)有升(sheng)高(gao)。260℃時,介質壓力(li)的變化(hua)對應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)(min)感性(xing)(xing)(xing)的影響明(ming)顯增大(da)。


圖 4.jpg


 3. 腐(fu)蝕(shi)形貌與斷(duan)口分析(xi)


  拉斷后的(de)試樣(yang)(yang)如圖(tu)2-5所(suo)示。宏觀(guan)觀(guan)察(cha)發(fa)現:0~3號(hao)(hao)試樣(yang)(yang)拉斷后,試樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)光澤(ze),與實驗之前的(de)表(biao)面(mian)比較,基本相同,觀(guan)察(cha)不(bu)到(dao)被腐(fu)(fu)蝕的(de)痕跡,如圖(tu)2-5(a)~(d)所(suo)示;4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)試樣(yang)(yang),試驗后表(biao)面(mian)呈棕色,氧化(hua)嚴重,5號(hao)(hao)試樣(yang)(yang)表(biao)面(mian)還附著(zhu)有(you)腐(fu)(fu)蝕產物。


圖 5.1.jpg  圖 5.2.jpg



   采用掃描(miao)電(dian)鏡(jing)(SEM)對(dui)試(shi)(shi)樣斷(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)附(fu)近(jin)(jin)圓柱面(mian)(mian)腐(fu)蝕形貌(mao)進行(xing)觀察。1~3號(hao)試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)比(bi)較光(guang)滑(hua),保持(chi)原有的(de)金屬(shu)色,頸縮(suo)比(bi)較嚴重,如圖(tu)2-6(a)、(c)、(e)所(suo)示(shi)。4號(hao)、5號(hao)試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)呈棕色,氧化嚴重,斷(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)頸縮(suo)很小,如圖(tu)2-6(g)、(i)所(suo)示(shi)。在(zai)(zai)1號(hao)試(shi)(shi)樣斷(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)附(fu)近(jin)(jin)觀察到少量(liang)的(de)點(dian)蝕坑[圖(tu)2-6(b)],而2號(hao)試(shi)(shi)樣側面(mian)(mian)的(de)點(dian)蝕坑數量(liang)明顯增加[圖(tu)2-6(d)]。3號(hao)試(shi)(shi)樣斷(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)附(fu)近(jin)(jin)存(cun)在(zai)(zai)大量(liang)的(de)小裂(lie)紋,并(bing)且裂(lie)紋走向(xiang)基本(ben)與(yu)拉(la)(la)伸方向(xiang)垂(chui)直(zhi)[圖(tu)2-6(f)].4號(hao)、5號(hao)試(shi)(shi)樣斷(duan)(duan)口(kou)(kou)(kou)附(fu)近(jin)(jin)表(biao)面(mian)(mian)因被氧化而存(cun)在(zai)(zai)大量(liang)的(de)凹坑和(he)突起,與(yu)4號(hao)試(shi)(shi)樣比(bi)較,5號(hao)試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)的(de)裂(lie)紋尺寸明顯增加。與(yu)1號(hao)、2號(hao)試(shi)(shi)樣和(he)3號(hao)試(shi)(shi)樣相比(bi),4號(hao)、5號(hao)試(shi)(shi)樣在(zai)(zai)拉(la)(la)伸過程中表(biao)現出明顯的(de)脆性斷(duan)(duan)裂(lie)特征,這說明溫度對(dui)應(ying)力腐(fu)蝕有重要的(de)影(ying)響。


圖 6.jpg 圖 6.1.jpg 圖 6.2.jpg



  25℃、1MPa環境(jing)下(xia)的(de)斷口形貌如圖2-7所示(shi)。1號試(shi)樣(yang)斷口為半杯狀形貌,分(fen)為剪切唇區(qu)、放(fang)射區(qu)和纖(xian)維區(qu),纖(xian)維區(qu)中韌(ren)窩(wo)較多且體(ti)積大(da),試(shi)樣(yang)以韌(ren)性斷裂(lie)為主(zhu),未(wei)發現二次裂(lie)紋,說明在(zai)此環境(jing)中S32168不銹鋼的(de)應力腐蝕敏感性較低(di)。


圖 7.jpg


  150℃、1.6MPa環(huan)(huan)境(jing)下的(de)斷(duan)口(kou)形(xing)貌如圖2-8所示。試(shi)樣2斷(duan)口(kou)也(ye)包含三(san)個區,纖維區面積大,韌窩多,過渡區有少量(liang)臺(tai)階,該環(huan)(huan)境(jing)下仍以韌性(xing)斷(duan)裂為主,但出現應(ying)力(li)(li)腐蝕斷(duan)裂的(de)特征(zheng),說明(ming)在此(ci)環(huan)(huan)境(jing)下試(shi)樣的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感性(xing)升(sheng)高。


圖 8.jpg


 150℃、11MPa環(huan)境下的斷口(kou)形貌(mao)如圖2-9所示(shi)。與(yu)2號試(shi)樣比較,3號試(shi)樣斷口(kou)中剪切唇區(qu)的面積減小(xiao),在(zai)靠近斷口(kou)邊緣部位(wei)出現準(zhun)解理(li)斷裂形貌(mao),此時,應(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性隨操作壓力的升高(gao)略有升高(gao)。


圖 9.jpg


  260℃、4.6MPa環(huan)境下的(de)斷(duan)(duan)口(kou)形貌(mao)如圖2-10所示。4號試樣斷(duan)(duan)口(kou)較平整,剪(jian)切唇區(qu)面積很小,韌窩少且(qie)體(ti)積小,斷(duan)(duan)口(kou)外緣呈(cheng)現出扇(shan)形形貌(mao),并存在一定(ding)量(liang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物。整個斷(duan)(duan)口(kou)表(biao)現出準(zhun)解(jie)理斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)特點,應力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性明顯增強。


圖 10.jpg


  260℃、11MPa環(huan)境(jing)(jing)下的(de)斷口(kou)形貌(mao)如圖2-11所示。與4號試樣比(bi)較,5號樣的(de)斷口(kou)不平整,仍表現為脆性斷裂,斷口(kou)邊緣(yuan)存(cun)在準解理斷裂區(qu),并(bing)且含有量的(de)二次裂紋,在此環(huan)境(jing)(jing)下,S32168鋼應力(li)腐(fu)蝕敏感(gan)性更高。


圖 11.jpg


  根(gen)據上述拉伸試驗數據、斷口和(he)(he)表面(mian)微觀形貌分(fen)析(xi),可以(yi)確定在1~11MPa壓力(li)(li)(li)范圍和(he)(he)25~150℃溫(wen)度(du)(du)范圍內,介質壓力(li)(li)(li)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感性影(ying)響較(jiao)小(xiao);在260℃時(shi),介質壓力(li)(li)(li)對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感性影(ying)響較(jiao)大。當應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感性增加時(shi),試樣表面(mian)的(de)點(dian)蝕(shi)數量增多,裂紋萌(meng)生于點(dian)蝕(shi)坑的(de)現(xian)象越(yue)來越(yue)明顯。分(fen)析(xi)認為,在相同的(de)應(ying)(ying)變速率下(xia),當溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)壓力(li)(li)(li)升(sheng)高(gao)時(shi),金屬溶解速率增加,促進(jin)了裂紋的(de)萌(meng)生和(he)(he)擴展。



四、溫度和(he)工(gong)作壓力對應力腐蝕開裂影響(xiang)機理(li)


   通過(guo)上文對試樣微觀斷口的(de)(de)分析得出,隨溫度(du)的(de)(de)升(sheng)高,S32168不(bu)銹(xiu)鋼應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感性增加。已(yi)有研(yan)究(jiu)表明,S32168不(bu)銹(xiu)鋼在酸性氯離子溶液中(zhong)的(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂也是(shi)由陽極溶解引起(qi)的(de)(de),而且應(ying)力(li)腐蝕(shi)裂紋(wen)往(wang)往(wang)起(qi)源于點蝕(shi)。不(bu)銹(xiu)鋼材料在室溫下形成(cheng)的(de)(de)氧化(hua)膜(mo)很薄(bo)且具有很強(qiang)的(de)(de)保(bao)護(hu)性,但在溫度(du)升(sheng)高時氧化(hua)膜(mo)保(bao)護(hu)性降低(di)。


   工作(zuo)壓(ya)力(li)在試樣表面產(chan)生的(de)(de)是(shi)壓(ya)應力(li),垂(chui)直作(zuo)用于(yu)拉(la)伸方(fang)向。321不(bu)銹鋼在酸性氯離(li)子(zi)溶液中的(de)(de)應力(li)腐蝕開裂也是(shi)由電(dian)化學(xue)腐蝕引起(qi)的(de)(de)。由于(yu)應力(li)狀態對腐蝕電(dian)位的(de)(de)影(ying)響(xiang)并不(bu)大,壓(ya)應力(li)作(zuo)用下(xia)應力(li)腐蝕的(de)(de)電(dian)化學(xue)條件(jian)仍(reng)然具備,則壓(ya)應力(li)同(tong)樣能(neng)引起(qi)滑移。金屬發生塑性變形(xing)時陽極電(dian)流的(de)(de)動力(li)學(xue)方(fang)程如下(xia):


   由于工(gong)作壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)存(cun)在,使試樣表(biao)(biao)面位錯(cuo)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),增(zeng)(zeng)(zeng)大了表(biao)(biao)面局(ju)(ju)部塑性(xing)變形和金屬(shu)中的(de)剩余壓(ya)(ya)力(li)(li),進(jin)而引起局(ju)(ju)部陽極電流的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大。陽極電流的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大,加(jia)快(kuai)了局(ju)(ju)部腐蝕(shi)速率,促進(jin)了點(dian)(dian)蝕(shi)坑(keng)的(de)快(kuai)速形成(cheng)。同時,工(gong)作壓(ya)(ya)力(li)(li)增(zeng)(zeng)(zeng)大時,增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了點(dian)(dian)蝕(shi)坑(keng)處(chu)的(de)應力(li)(li)集(ji)中,促使更(geng)多的(de)點(dian)(dian)蝕(shi)坑(keng)向裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)發(fa)展(zhan)(zhan),并(bing)使裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)(zhan)速率加(jia)快(kuai)。根(gen)據裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)(zhan)速率與(yu)溫(wen)度的(de)倒(dao)數(shu)(shu)的(de)負數(shu)(shu)呈自(zi)然指數(shu)(shu)關系可知,裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)(zhan)速率隨著溫(wen)度的(de)升高而增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。



五、總結


  浙江至(zhi)德鋼業有(you)限公司(si)通過慢應變速(su)率試驗方法(fa)研究了氯離子環境下(xia)溫(wen)度和(he)操作(zuo)(zuo)壓力對(dui)應力腐蝕(shi)的(de)(de)影響(xiang)。分(fen)別分(fen)析了不同試驗參數(shu)下(xia)拉伸(shen)曲(qu)線(xian)的(de)(de)變化、腐蝕(shi)試樣的(de)(de)宏觀(guan)形貌(mao)(mao)和(he)微(wei)觀(guan)形貌(mao)(mao),結果表明,隨著操作(zuo)(zuo)壓力和(he)溫(wen)度的(de)(de)升高,應力腐蝕(shi)敏感(gan)性增強(qiang);溫(wen)度對(dui)應力腐蝕(shi)敏感(gan)性的(de)(de)影響(xiang)更大。