影響在線亞洲日產一區二區:不銹鋼材料(liao)(liao)應力腐蝕的(de)(de)因素(su)(su)眾(zhong)多(duo)(duo),在過(guo)去幾十年里,研究(jiu)人員采(cai)用(yong)不同的(de)(de)試驗方法對(dui)力學因素(su)(su)、環(huan)境因素(su)(su)、材料(liao)(liao)因素(su)(su)等已經做了大(da)量的(de)(de)研究(jiu),并取得(de)了非常有價值(zhi)的(de)(de)成果。為了研究(jiu)各影響因素(su)(su)的(de)(de)影響程度,人們采(cai)用(yong)灰色關(guan)聯(lian)理論、耶茨算(suan)法以及正交試驗設計等方法對(dui)各因素(su)(su)的(de)(de)顯著性進行分析。但(dan)是,現實中多(duo)(duo)起(qi)因在線亞洲日產一區二區:奧氏體不銹鋼應力(li)腐(fu)蝕引起(qi)的事(shi)故(gu)顯示,環境壓力(li)對奧(ao)氏體不銹鋼在線亞洲日產一區二區:應力腐蝕產生較大影(ying)響(xiang),而前人的(de)研(yan)究(jiu)很少涉(she)及,故(gu)筆者針(zhen)對上述因(yin)素對奧氏體不(bu)銹鋼(gang)應力(li)腐蝕(shi)的(de)影(ying)響(xiang)展開研(yan)究(jiu),探尋(xun)上述因(yin)素對奧氏體不(bu)銹鋼(gang)應力(li)腐蝕(shi)的(de)影(ying)響(xiang)規律,為防止類似事故(gu)的(de)發生提(ti)供試(shi)驗和(he)理(li)論(lun)基礎(chu)。
一(yi)、應力腐(fu)蝕試驗方法
研究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)試(shi)(shi)驗方法有多(duo)種,根據所研究(jiu)材料、環境(jing)、應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)狀態及研究(jiu)目的(de)(de)選(xuan)擇適當的(de)(de)試(shi)(shi)驗方法至關重要。按照(zhao)加載方式(shi)不同,應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗可分(fen)為(wei)(wei)恒(heng)變形法、恒(heng)載荷法和(he)慢應(ying)(ying)(ying)變速率拉伸(shen)法,采(cai)用(yong)的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)一般分(fen)為(wei)(wei)三類(lei):光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)、帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)和(he)預(yu)制裂(lie)(lie)紋試(shi)(shi)樣(yang)(yang)。光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)主要用(yong)來研究(jiu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕破裂(lie)(lie)的(de)(de)敏(min)感性(xing)(xing);帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)是模(mo)擬金屬材料中的(de)(de)宏觀裂(lie)(lie)紋以研究(jiu)材料的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕敏(min)感性(xing)(xing);預(yu)制裂(lie)(lie)紋試(shi)(shi)樣(yang)(yang)是預(yu)先(xian)在試(shi)(shi)樣(yang)(yang)上加工(gong)出缺口(kou)并經疲勞處理產(chan)生裂(lie)(lie)紋,常用(yong)來測量應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕臨界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)強度因子及裂(lie)(lie)紋擴展速率。常用(yong)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗方法如下:
1. 恒變形法
恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形法是(shi)通過拉(la)伸或(huo)彎(wan)曲(qu)使(shi)試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形而產生拉(la)應(ying)(ying)力,利(li)用具有足夠剛性的(de)框(kuang)架維持這種變(bian)(bian)形或(huo)者直接采用加力框(kuang)架,保證試(shi)樣(yang)變(bian)(bian)形恒(heng)(heng)定的(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗方法。這種加載方式往往用于(yu)模擬工(gong)程(cheng)構件(jian)中(zhong)的(de)加工(gong)制造應(ying)(ying)力狀態。恒(heng)(heng)變(bian)(bian)形法又可分為彎(wan)梁法、C形環法、U形彎(wan)曲(qu)法和音叉型法。
恒(heng)變(bian)形(xing)試驗(yan)法的(de)優點是:裝(zhuang)置(zhi)簡單、試樣(yang)緊湊、操作方便(bian)、可以(yi)定(ding)(ding)性(xing)地獲得材料(liao)應力(li)腐蝕敏(min)感性(xing)。缺點是:不能準確測定(ding)(ding)應力(li)值(zhi);試驗(yan)過程(cheng)中,伴隨裂(lie)(lie)紋(wen)發展,往往會出現某種弛豫(yu)作用,從而導致試樣(yang)承(cheng)受的(de)應力(li)下降,使(shi)得裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)發展減緩(huan)或(huo)停止,顯著(zhu)影響試樣(yang)的(de)斷裂(lie)(lie)時(shi)間,甚至(zhi)可能觀察不到試樣(yang)斷裂(lie)(lie)。
2. 恒載荷法
恒載荷(he)法是利用砝碼、力矩(ju)、彈簧等對試(shi)樣施(shi)加(jia)一定(ding)載荷(he)以實現應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗,這(zhe)種加(jia)載方式往往用于(yu)模擬工程(cheng)構(gou)件可能受(shou)到的工作應(ying)(ying)(ying)力或加(jia)工應(ying)(ying)(ying)力。恒載荷(he)法雖然載荷(he)是恒定(ding)的,但試(shi)樣在暴露過程(cheng)中由于(yu)腐(fu)蝕(shi)和產(chan)生裂紋使其截面積不斷(duan)減小,從而(er)使斷(duan)裂面上的有效應(ying)(ying)(ying)力不斷(duan)增大。
目前,應(ying)力(li)環測(ce)(ce)試(shi)系(xi)(xi)統是最(zui)常(chang)見的(de)恒(heng)載(zai)荷試(shi)驗(yan)設備,操(cao)作簡單,精度相(xiang)對較(jiao)高(gao)。美國CORTEST 公司生(sheng)產的(de)應(ying)力(li)環測(ce)(ce)試(shi)系(xi)(xi)統的(de)測(ce)(ce)試(shi)單元的(de)載(zai)荷范圍最(zui)高(gao)可達1700MPa,這種測(ce)(ce)試(shi)單元可以與(yu)標準(zhun)(zhun)耐熱玻璃容器(qi)、高(gao)溫(wen)容器(qi)或能承受(shou)13.6MPa、溫(wen)度200℃的(de)高(gao)溫(wen)高(gao)壓容器(qi)配套(tao)使用(yong)。每一(yi)個單獨標定(ding)的(de)CORTEST應(ying)力(li)環都(dou)相(xiang)應(ying)帶有(you)一(yi)張轉換表,用(yong)于(yu)準(zhun)(zhun)確確定(ding)試(shi)樣的(de)載(zai)荷,如圖2-1所(suo)示(shi)。應(ying)力(li)環為試(shi)樣提供持久不(bu)變的(de)單向拉伸(shen)載(zai)荷。應(ying)力(li)環的(de)撓度由千分表測(ce)(ce)定(ding),并可與(yu)刻度盤(pan)上的(de)指示(shi)相(xiang)核對。

3. 慢應(ying)變(bian)速率拉伸法
慢(man)應(ying)變(bian)(bian)速(su)率試(shi)驗(yan)(yan)(slow strain rate testing,SSRT),是在一定環境中(zhong)將拉伸試(shi)件放人(ren)特制的(de)慢(man)應(ying)變(bian)(bian)速(su)率試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)中(zhong),以恒(heng)定不變(bian)(bian)的(de)相當緩慢(man)的(de)應(ying)變(bian)(bian)速(su)度(du)通過試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)把載荷施加到試(shi)件,直至拉斷(duan)。由于它具(ju)有可大大縮短(duan)應(ying)力(li)腐蝕試(shi)驗(yan)(yan)周期,并且可以采用(yong)光滑小試(shi)樣等一系列優(you)點,因而(er)被(bei)廣泛(fan)應(ying)用(yong)于應(ying)力(li)腐蝕研究(jiu),特別是用(yong)于研究(jiu)各種(zhong)環境因素(su)對應(ying)力(li)腐蝕的(de)影響。
慢(man)應(ying)變(bian)速率(lv)試(shi)驗結果(guo)通常與在不發生應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)惰性介質(如油或(huo)空氣)中(zhong)的(de)試(shi)驗結果(guo)進行比較,以兩者在相(xiang)同溫度(du)和應(ying)變(bian)速率(lv)下的(de)試(shi)驗結果(guo)的(de)相(xiang)對值(zhi)表征應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)敏(min)感性。主要(yao)有以下幾個評定指標(biao):
a. 塑性損失
以(yi)延伸率δ和斷面收縮率Z作為參數(shu),計算(suan)得到應力腐蝕(shi)敏感性指數(shu)F(δ)和F(Z),其值(zhi)越(yue)大,表(biao)示應力腐蝕(shi)敏感性越(yue)強。

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(da)載荷
試樣在拉伸過程中(zhong)載(zai)(zai)(zai)荷達(da)到的最大值。對脆性材料(liao),往往用這個(ge)指標(biao)來(lai)衡量(liang),特別(bie)是(shi)當應力還在彈(dan)性范圍內試樣就(jiu)已(yi)滯后斷裂時,用最大載(zai)(zai)(zai)荷作為(wei)判(pan)據就(jiu)更合理。由(you)最大載(zai)(zai)(zai)荷表征的應力腐蝕敏感性指數為(wei):

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(duan)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:

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(ji)功
應(ying)(ying)力(li)(li)-應(ying)(ying)變曲線圖中(zhong),曲線與橫軸圍成的面積為(wei)試(shi)樣斷裂時的內積功。惰性介質(zhi)和腐蝕介質(zhi)試(shi)驗中(zhong)內積功差別越大,應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕敏感性也(ye)越大。應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕敏感性指數F(A)定義為(wei):

式(shi)中,A0、A分別為(wei)試樣在(zai)惰性介質(zhi)和腐(fu)蝕介質(zhi)中的內積功。
e. 斷(duan)裂應力σe
在腐蝕介質中(zhong)和惰性(xing)(xing)介質中(zhong)的斷(duan)裂應力比(bi)值愈小,應力腐蝕敏感性(xing)(xing)就愈大。
f. 斷口形貌(mao)
對大多數壓力容(rong)器鋼材,在(zai)惰性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)(duan)裂后將(jiang)獲得(de)韌窩性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)口,而在(zai)腐蝕介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong),拉(la)斷(duan)(duan)(duan)后往往獲得(de)脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)口。其中(zhong)(zhong)脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)口比例愈高(gao),則應力腐蝕愈敏(min)感。如介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)拉(la)斷(duan)(duan)(duan)后斷(duan)(duan)(duan)面存在(zai)二(er)次裂紋(wen)(wen),也可(ke)以用二(er)次裂紋(wen)(wen)的(de)長度和數量來衡(heng)量應力腐蝕的(de)敏(min)感性(xing)(xing)。
二、試驗(yan)設計
以S32168不銹鋼為試驗材料,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、試驗結果
1. 腐蝕拉伸曲線
圖2-3(a)~(e)是試樣在不同溫度和(he)操作壓力的腐蝕拉伸曲線(xian),為(wei)便于分析(xi),將(jiang)5條曲線(xian)繪制在同一圖中,如(ru)圖2-3(f)所示。

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. 應力腐蝕敏感性分析
以塑性(xing)(xing)損失中的斷面收(shou)縮率表示(shi)的應(ying)力腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)指數(shu)F(Z)表示(shi)試樣(yang)在不(bu)同環境下(xia)的應(ying)力腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing),將(jiang)每種環境下(xia)的試驗結果(guo)求平(ping)均(jun)值,如(ru)表2-3所(suo)示(shi),可知(zhi)不(bu)同溫度條(tiao)件下(xia)介質壓力對應(ying)力腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的影響。

圖(tu)(tu)2-4描述了不同環(huan)境(jing)中應(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)指(zhi)數(shu)的(de)變(bian)化(hua)(hua)情況,從圖(tu)(tu)中可以看(kan)出,溫(wen)度和壓力升高都能提(ti)高應(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)。25℃時,應(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)指(zhi)數(shu)很小;150℃時,隨著(zhu)介質(zhi)壓力的(de)增大(da)應(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)略有升高。260℃時,介質(zhi)壓力的(de)變(bian)化(hua)(hua)對應(ying)力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)的(de)影(ying)響明顯增大(da)。

3. 腐蝕形貌與斷口(kou)分析
拉斷后(hou)的試(shi)樣(yang)如圖(tu)2-5所(suo)示(shi)。宏(hong)觀觀察發現:0~3號(hao)試(shi)樣(yang)拉斷后(hou),試(shi)樣(yang)表面(mian)光(guang)澤,與實驗之前(qian)的表面(mian)比較,基本相(xiang)同,觀察不到被腐(fu)蝕的痕跡,如圖(tu)2-5(a)~(d)所(suo)示(shi);4號(hao)、5號(hao)試(shi)樣(yang),試(shi)驗后(hou)表面(mian)呈棕色,氧(yang)化嚴重,5號(hao)試(shi)樣(yang)表面(mian)還附著有腐(fu)蝕產物(wu)。

采用(yong)掃描電(dian)鏡(SEM)對試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近(jin)圓柱面(mian)腐(fu)蝕(shi)形貌進行觀察。1~3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)比(bi)較光滑(hua),保持原有的(de)(de)(de)金(jin)屬色(se),頸(jing)縮比(bi)較嚴重,如(ru)圖2-6(a)、(c)、(e)所示(shi)。4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)呈(cheng)棕色(se),氧(yang)化(hua)嚴重,斷(duan)(duan)口(kou)(kou)頸(jing)縮很小,如(ru)圖2-6(g)、(i)所示(shi)。在1號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近(jin)觀察到少量(liang)的(de)(de)(de)點蝕(shi)坑(keng)[圖2-6(b)],而2號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)側面(mian)的(de)(de)(de)點蝕(shi)坑(keng)數量(liang)明(ming)顯增加(jia)[圖2-6(d)]。3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近(jin)存在大(da)量(liang)的(de)(de)(de)小裂(lie)紋,并且裂(lie)紋走向基(ji)本與(yu)拉(la)伸方(fang)向垂直[圖2-6(f)].4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附(fu)近(jin)表面(mian)因被氧(yang)化(hua)而存在大(da)量(liang)的(de)(de)(de)凹(ao)坑(keng)和突起,與(yu)4號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)比(bi)較,5號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)裂(lie)紋尺寸(cun)明(ming)顯增加(jia)。與(yu)1號(hao)(hao)、2號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)和3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)相比(bi),4號(hao)(hao)、5號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)在拉(la)伸過(guo)程中表現(xian)出明(ming)顯的(de)(de)(de)脆性斷(duan)(duan)裂(lie)特征,這說明(ming)溫度對應力(li)腐(fu)蝕(shi)有重要的(de)(de)(de)影響。

25℃、1MPa環(huan)境(jing)下(xia)的斷口形貌如圖2-7所示(shi)。1號試(shi)樣斷口為半杯狀形貌,分(fen)為剪切唇(chun)區(qu)(qu)、放射區(qu)(qu)和(he)纖維區(qu)(qu),纖維區(qu)(qu)中韌窩較多且體積大,試(shi)樣以韌性斷裂為主,未(wei)發現二次裂紋,說明在此環(huan)境(jing)中S32168不銹(xiu)鋼的應力腐蝕(shi)敏(min)感性較低。

150℃、1.6MPa環境下的(de)斷(duan)(duan)口形貌如(ru)圖2-8所示。試樣2斷(duan)(duan)口也包含(han)三個區(qu),纖維(wei)區(qu)面積大(da),韌(ren)窩多,過渡區(qu)有少量臺階,該(gai)環境下仍以韌(ren)性斷(duan)(duan)裂為主,但出現應(ying)力腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂的(de)特征,說明在(zai)此環境下試樣的(de)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性升高。

150℃、11MPa環境下的(de)斷(duan)(duan)口形(xing)貌如圖2-9所示(shi)。與(yu)2號(hao)試樣(yang)比(bi)較,3號(hao)試樣(yang)斷(duan)(duan)口中(zhong)剪切唇區的(de)面積減小,在靠(kao)近斷(duan)(duan)口邊緣部位出(chu)現準(zhun)解理斷(duan)(duan)裂形(xing)貌,此時(shi),應力(li)腐蝕敏感性隨操作壓力(li)的(de)升高略有升高。

260℃、4.6MPa環境(jing)下的(de)斷(duan)口形貌(mao)如圖2-10所示。4號試樣斷(duan)口較平整(zheng),剪切唇區面積很小,韌(ren)窩少(shao)且體積小,斷(duan)口外緣呈(cheng)現出扇形形貌(mao),并存在一定量的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物。整(zheng)個斷(duan)口表現出準解理斷(duan)裂的(de)特(te)點(dian),應力腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感性明(ming)顯增強。

260℃、11MPa環境(jing)下的(de)斷(duan)(duan)口(kou)形貌如圖2-11所示。與4號(hao)試(shi)樣比較,5號(hao)樣的(de)斷(duan)(duan)口(kou)不平(ping)整,仍表現為脆性斷(duan)(duan)裂,斷(duan)(duan)口(kou)邊緣存在準(zhun)解(jie)理(li)斷(duan)(duan)裂區,并且含(han)有量的(de)二次裂紋(wen),在此(ci)環境(jing)下,S32168鋼應力腐(fu)蝕敏感(gan)性更高。

根據上述拉(la)伸試驗數據、斷(duan)口和(he)(he)表面微(wei)觀形(xing)貌分析(xi),可(ke)以確定在(zai)1~11MPa壓(ya)(ya)力(li)范圍(wei)和(he)(he)25~150℃溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)內,介質壓(ya)(ya)力(li)對應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)影響較小(xiao);在(zai)260℃時,介質壓(ya)(ya)力(li)對應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)影響較大。當應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)增加時,試樣表面的點(dian)蝕(shi)數量(liang)增多,裂(lie)紋萌生(sheng)于(yu)點(dian)蝕(shi)坑的現象越來越明(ming)顯。分析(xi)認為,在(zai)相(xiang)同(tong)的應(ying)變速(su)率下,當溫(wen)(wen)度(du)和(he)(he)壓(ya)(ya)力(li)升高時,金屬溶解速(su)率增加,促進了(le)裂(lie)紋的萌生(sheng)和(he)(he)擴(kuo)展。
四、溫度和工作(zuo)壓(ya)力對應力腐蝕開(kai)裂影響(xiang)機理
通過上文對(dui)試樣微觀(guan)斷口的(de)(de)分析得(de)出,隨(sui)溫(wen)度的(de)(de)升(sheng)高,S32168不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)增加。已有(you)研究表明(ming),S32168不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)酸性(xing)氯離子溶液中的(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開裂也是由陽極溶解引起的(de)(de),而(er)且應(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)裂紋往(wang)往(wang)起源于點(dian)蝕(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料(liao)在(zai)(zai)室溫(wen)下形成的(de)(de)氧化膜很(hen)薄且具有(you)很(hen)強的(de)(de)保護性(xing),但在(zai)(zai)溫(wen)度升(sheng)高時氧化膜保護性(xing)降低。
工作(zuo)(zuo)壓力(li)(li)在(zai)試樣表面產生的是壓應(ying)力(li)(li),垂直作(zuo)(zuo)用(yong)于拉伸方(fang)向(xiang)。321不銹鋼在(zai)酸性(xing)(xing)氯(lv)離子溶液中(zhong)的應(ying)力(li)(li)腐蝕開(kai)裂(lie)也(ye)是由(you)電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕引起的。由(you)于應(ying)力(li)(li)狀態對(dui)腐蝕電(dian)(dian)位的影響并(bing)不大,壓應(ying)力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下應(ying)力(li)(li)腐蝕的電(dian)(dian)化(hua)學條件仍然具(ju)備,則壓應(ying)力(li)(li)同樣能(neng)引起滑移。金屬發生塑性(xing)(xing)變(bian)形時陽極電(dian)(dian)流的動力(li)(li)學方(fang)程如下:
由(you)于工作(zuo)壓(ya)力的(de)(de)存在,使試樣表面位錯(cuo)增加(jia),增大(da)了(le)表面局(ju)(ju)部(bu)(bu)塑性變(bian)形和金屬(shu)中的(de)(de)剩(sheng)余壓(ya)力,進(jin)(jin)而(er)引起局(ju)(ju)部(bu)(bu)陽極電(dian)流的(de)(de)增大(da)。陽極電(dian)流的(de)(de)增大(da),加(jia)快(kuai)了(le)局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv),促進(jin)(jin)了(le)點(dian)蝕(shi)(shi)坑的(de)(de)快(kuai)速形成。同(tong)時(shi),工作(zuo)壓(ya)力增大(da)時(shi),增加(jia)了(le)點(dian)蝕(shi)(shi)坑處的(de)(de)應力集中,促使更多的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)坑向裂(lie)(lie)紋發(fa)展(zhan),并使裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率(lv)加(jia)快(kuai)。根據裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率(lv)與溫度(du)的(de)(de)倒(dao)數的(de)(de)負數呈自然指數關系可知(zhi),裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率(lv)隨著(zhu)溫度(du)的(de)(de)升高而(er)增加(jia)。
五、總結
浙江至德鋼業有(you)限公司通過慢應(ying)變速(su)率試(shi)驗方法研(yan)究了氯(lv)離子環(huan)境下溫(wen)度和(he)(he)操(cao)(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)對應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)影(ying)響。分(fen)別分(fen)析了不同(tong)試(shi)驗參數下拉伸曲線的(de)變化、腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)樣的(de)宏觀形(xing)(xing)貌(mao)和(he)(he)微觀形(xing)(xing)貌(mao),結果(guo)表明,隨著操(cao)(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)溫(wen)度的(de)升高(gao),應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性增(zeng)強;溫(wen)度對應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性的(de)影(ying)響更大。

