不同固溶處理的2205不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的慢應變拉伸曲線如圖4.3所示。慢應變拉伸數據得到的各相性能指標值如圖4.4和表4.2所示。
材料的應力腐蝕敏感性的強弱可以用其比值來反映:該值越大,材料的應力腐蝕敏感性越低。從圖4.4可以看出,隨著固溶處理的溫度的升高,雙相不銹鋼在空氣中的斷面收縮率先升高后下降,雙相不銹鋼在溶液中斷面收縮率先升高后下降,以及兩者之比(ψ環境/ψ空氣)的值先升高后下降,說明隨著固溶處理的溫度從950℃升高至1150℃,雙相不銹鋼的應力腐蝕敏感性先變弱后變強。
慢應(ying)變拉伸(shen)斷(duan)裂后的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)口形貌(mao)如圖(tu)4.5所示(shi)。圖(tu)4.6為1050℃/30min 固溶處理的(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在3.5%NaCl溶液中(zhong)(zhong)慢應(ying)變拉伸(shen)后的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)口剖面(mian)(mian)圖(tu)。從圖(tu)4.6中(zhong)(zhong)可以看(kan)出(chu),雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)口形貌(mao)中(zhong)(zhong)存在由裂紋(wen)(wen),裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)源頭在雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)試(shi)樣(yang)表面(mian)(mian),裂紋(wen)(wen)由雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)(mian)相試(shi)樣(yang)內部(bu)延伸(shen),并終止于奧(ao)氏體(ti),說明奧(ao)氏體(ti)對應(ying)力腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)擴展有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)阻礙作用。
從(cong)表4.2中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可以看出,當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)從(cong)950℃升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1000℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)從(cong)63.22956%升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)82.92134%,升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)幅(fu)值約為(wei)19%;當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)到(dao)1050℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)為(wei)82.50531%;當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)1100℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)為(wei)82.67233%;進一步升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)至(zhi)(zhi)(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)為(wei)80.08303%.可以看出,當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)從(cong)1000℃升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1100℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)幾乎沒有變化(hua),當固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)開始(shi)下降至(zhi)(zhi)(zhi)80.08303%,這與1150℃/30min固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)含(han)量有關,此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)含(han)量為(wei)59%,而(er)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)含(han)量為(wei)41%,即1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有過量的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti),以及(ji)不足量的(de)(de)(de)(de)(de)塑性優的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti),導致(zhi)該固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)狀(zhuang)態下的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)在(zai)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)有所下降。對于(yu)950℃固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang),其含(han)有6.1%的(de)(de)(de)(de)(de)硬而(er)脆的(de)(de)(de)(de)(de)σ相(xiang),這必然(ran)導致(zhi)該固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)狀(zhuang)態下的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)面(mian)(mian)收(shou)縮(suo)(suo)率(lv)明(ming)顯降低(di),僅為(wei)63.22956%。
從圖(tu)4.5(a)、(b)中(zhong)可(ke)以看出,950℃/30min固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)空氣(qi)中(zhong)和(he)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)斷口均呈現準解(jie)理(li)(li)(li)平面(mian);950℃/30min 固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)空氣(qi)中(zhong)的(de)斷口局部有少(shao)量(liang)(liang)韌(ren)(ren)窩存(cun)(cun)在(zai),而在(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)斷口幾(ji)乎是(shi)準解(jie)理(li)(li)(li)平面(mian),二者都(dou)屬于脆(cui)性斷裂,這主要是(shi)由(you)于大量(liang)(liang)脆(cui)性σ相(xiang)(xiang)沿著晶(jing)界(jie)析出,降低了材料(liao)的(de)耐(nai)(nai)應力(li)(li)腐蝕性能和(he)力(li)(li)學(xue)性能。從圖(tu)4.5(e)、(f)中(zhong)可(ke)以看出,1050℃/30min固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)空氣(qi)和(he)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)斷口都(dou)存(cun)(cun)在(zai)大量(liang)(liang)韌(ren)(ren)窩,雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)韌(ren)(ren)性損失(shi)較小(xiao),而(950℃、1000℃、1100℃、1150℃)/30min 固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)都(dou)存(cun)(cun)在(zai)較大的(de)韌(ren)(ren)性損失(shi),表明1050℃/30min 固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)具有較好的(de)耐(nai)(nai)應力(li)(li)腐蝕性能。
從表(biao)4.2中(zhong)也可(ke)(ke)以看(kan)出(chu),950℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)在3.5%NaCl溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷面收縮(suo)率僅為(wei)32.0158%,其(qi)ψ3.5%NaCI溶(rong)液(ye)/空(kong)氣也僅為(wei)50.6342%,表(biao)現出(chu)很強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)(xing),具有差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。而1050℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)在3.5%NaCl 溶(rong)液(ye)中(zhong)斷面收縮(suo)率達到(dao)(dao) 76.34294%,且(qie)(qie)其(qi)43.5%NaCI溶(rong)液(ye)/空(kong)氣也達到(dao)(dao)92.5971%,幾乎無應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)敏感性(xing)(xing),表(biao)現出(chu)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。1150℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)43.5%NaCI溶(rong)液(ye)/4空(kong)氣值為(wei)69.7453%,與1050℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)相比(bi)較,有明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)降。將(jiang)(950℃、1050℃、1150℃)/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微觀組織(zhi)進行比(bi)較,可(ke)(ke)以看(kan)出(chu),1150℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體百(bai)分(fen)含(han)量(liang)(liang)(liang)為(wei)59%,比(bi)1050℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體百(bai)分(fen)含(han)量(liang)(liang)(liang)(51.9%)高7.1%,并且(qie)(qie)950℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)存(cun)在大量(liang)(liang)(liang)σ相;從極化曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析可(ke)(ke)知,當固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度過(guo)高時,鐵(tie)素(su)(su)體百(bai)分(fen)含(han)量(liang)(liang)(liang)升高,鐵(tie)素(su)(su)體耐(nai)(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)當量(liang)(liang)(liang)下(xia)(xia)降,促使點蝕(shi)(shi)(shi)更易于(yu)發生;且(qie)(qie)當固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度為(wei)950℃時,大量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在顯著降低(di)了材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。從應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)分(fen)析可(ke)(ke)以看(kan)出(chu),由于(yu)σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在,950℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)比(bi)1050℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)差(cha),以及1150℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)量(liang)(liang)(liang)鐵(tie)素(su)(su)體導致(zhi)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)比(bi)1050℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)有所(suo)下(xia)(xia)降。
一方面,鐵素體含量(liang)(liang)升高,材料耐(nai)點(dian)蝕當量(liang)(liang)下(xia)降,點(dian)蝕更易發生,導致鈍化膜性(xing)能(neng)不穩定和易破裂,耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)變差;另一方面,σ相(xiang)的(de)產生使其(qi)周圍存在(zai)貧鉻區,降低材料耐(nai)點(dian)蝕性(xing)能(neng),同時(shi)使得材料的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)下(xia)降。而1050℃/30min固溶處理(li)的(de)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)中的(de)兩相(xiang)比例接近1:1,同時(shi)具有(you)較好(hao)(hao)的(de)耐(nai)點(dian)蝕性(xing)能(neng)和較好(hao)(hao)的(de)耐(nai)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)。
從以(yi)上分析可以(yi)看出(chu),點蝕(shi)和應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)存在某(mou)種關系,即點蝕(shi)會促進應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng),而(er)提高材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐點蝕(shi)性能也能夠提高材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能。應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)陽極溶解理論認為,應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)與材(cai)料(liao)表面氧化膜(mo)的(de)(de)(de)形(xing)成一破裂有關。點蝕(shi)破壞鈍化膜(mo)的(de)(de)(de)完整(zheng)性,促進了應力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶態的2507雙相不銹鋼室溫下在3.5%NaCl溶液中的SSRT結果如圖4.7和表4.3所示。從整體能夠獲得隨固溶處理溫度的增高DSS2507的抗拉強度表現為先降低后上升的變化趨勢,1000℃時抗拉強度是888.36MPa,1100℃時抗拉強度減小成875.886MPa,隨固溶熱處理溫度繼續增高到1200℃抗拉強度又上升至905.562MPa.從應變量(試樣標距部分的拉伸量)的角度看隨固溶熱處理溫度的上升應變量呈先變大后減小的趨勢,固溶溫度為1000℃時斷裂應變為11.0487mm,當固溶溫度升高到1050℃時斷裂應變升高到11.1307mm,而固溶熱處理溫度的繼續上升又導致斷裂應變開始減小,1200℃時減小到10.0628mm.導致以上現象出現的原因在于固溶熱處理溫度處于1000~1050℃之間時,抗拉強度受材料組織再結晶完全程度的影響,在該溫度范圍內2507雙相不銹鋼的組織再結晶完全程度提高,并且在該溫度范圍內起著主導作用所以剛的強度下降韌性升高;1050~1200℃之間材料的兩相組織轉變發揮著核心影響作用,鐵素體α相量隨固溶熱處理溫度增高漲幅較大而奧氏體γ相量卻降低,又由于鐵素體α相是bcc結構奧氏體γ相是fcc結構,在室溫條件下前者強度高于后者,所以1050~1200℃范圍內鋼的強度變高而韌性減小。
雙相(xiang)鋼(gang)在線亞洲日產一區二區:應力腐蝕開裂敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)弱能(neng)(neng)(neng)(neng)夠通過斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)來反映:該(gai)值(zhi)越(yue)大,表明雙相(xiang)(xiang)(xiang)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)SCC敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)越(yue)低(di)(di)(di)(di),抵抗SCC的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)更強(qiang)。從表4.3可(ke)以看出 DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)隨(sui)固(gu)溶(rong)(rong)熱處(chu)理(li)(li)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)上升(sheng)(sheng)呈(cheng)先(xian)變大后減小的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)走勢。當固(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度為(wei)1000℃時(shi)(shi)(shi),DSS2507中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體跟奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體這(zhe)兩相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)界處(chu)有(you)σ相(xiang)(xiang)(xiang)析出,由于σ相(xiang)(xiang)(xiang)硬而脆,且(qie)其(qi)周圍存(cun)在貧鉻區,σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在能(neng)(neng)(neng)(neng)夠顯著降(jiang)低(di)(di)(di)(di)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),根據(ju)應力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)陽極溶(rong)(rong)解機理(li)(li)可(ke)知,SCC的(de)(de)(de)(de)(de)發生跟鈍(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)“破(po)(po)裂(lie)-修復-破(po)(po)裂(lie)”過程有(you)關(guan)聯。σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析出使其(qi)所在區域的(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)變得薄弱,因(yin)此經過1000℃固(gu)溶(rong)(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)易發生應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie),并且(qie)從表4.3也可(ke)以看出1000℃時(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)較(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)(di)為(wei)30.42h;1050℃時(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)值(zhi)最大為(wei)31.33h,這(zhe)說明經過1050℃固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)30min的(de)(de)(de)(de)(de)DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)SCC敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)(jiao)低(di)(di)(di)(di),有(you)較(jiao)(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)SCC能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),這(zhe)跟其(qi)有(you)較(jiao)(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)抗點蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)以及鋼中(zhong)兩相(xiang)(xiang)(xiang)均(jun)勻分布有(you)關(guan);隨(sui)著固(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度繼續升(sheng)(sheng)高(gao)至(zhi)1200℃,斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)又(you)逐(zhu)(zhu)漸減小,1200℃時(shi)(shi)(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)降(jiang)低(di)(di)(di)(di)到28.47h,這(zhe)說明材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應力(li)腐(fu)蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)(di)(di)(di)。這(zhe)是因(yin)為(wei)當固(gu)溶(rong)(rong)熱處(chu)理(li)(li)溫(wen)度繼續上升(sheng)(sheng)至(zhi)1200℃時(shi)(shi)(shi)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體相(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)逐(zhu)(zhu)漸增高(gao)而奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體相(xiang)(xiang)(xiang)量(liang)逐(zhu)(zhu)漸減少,又(you)因(yin)為(wei)鐵(tie)素體的(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)比奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體差(cha),進而導致在高(gao)固(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)度下DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)(po)裂(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)(xing)增強(qiang),具體變現(xian)為(wei)斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(tb)降(jiang)低(di)(di)(di)(di)。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及(ji)1200℃固(gu)溶(rong)態的(de)(de)2507雙相(xiang)不銹(xiu)鋼室溫下(xia)于(yu)3.5%NaCl溶(rong)液介(jie)質中的(de)(de)SSRT斷(duan)(duan)口形貌如(ru)圖(tu)4.8所示(shi)。從圖(tu)4.8中能夠(gou)較為清晰地獲(huo)得五種固(gu)溶(rong)態下(xia)的(de)(de)DSS2507拉(la)伸斷(duan)(duan)口都具有明(ming)顯的(de)(de)韌(ren)窩(wo),都表(biao)現(xian)為韌(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)。圖(tu)4.8(a)雖然表(biao)現(xian)為韌(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie),但(dan)是有明(ming)顯的(de)(de)準解(jie)理斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)面的(de)(de)出(chu)現(xian),有脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)傾向,這(zhe)說明(ming)1000℃下(xia)DSS2507的(de)(de)抗SCC能力較弱(ruo)(ruo),容(rong)易發生SCC;隨(sui)著固(gu)溶(rong)溫度(du)升高至(zhi)1050℃,如(ru)圖(tu)4.8(b)所示(shi),鋼斷(duan)(duan)面上的(de)(de)韌(ren)窩(wo)數(shu)量最(zui)多且(qie)密集(ji)表(biao)明(ming)其應力腐(fu)蝕敏感性(xing)(xing)最(zui)弱(ruo)(ruo),即該固(gu)溶(rong)溫度(du)下(xia)鋼的(de)(de)應力腐(fu)蝕破裂(lie)(lie)敏感性(xing)(xing)較弱(ruo)(ruo);隨(sui)著固(gu)溶(rong)溫度(du)的(de)(de)繼續(xu)升高,如(ru)圖(tu)4.8(c)~(e)所示(shi),鋼的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)損(sun)失(shi)變大,韌(ren)窩(wo)數(shu)量減小且(qie)密集(ji)度(du)減弱(ruo)(ruo),表(biao)明(ming)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)(de)應力腐(fu)蝕破裂(lie)(lie)敏感性(xing)(xing)又(you)增強(qiang)。
這與表(biao)4.3中斷裂時的(de)(de)(de)應(ying)變(bian)(bian)測試結果是相(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)。雙相(xiang)不銹鋼的(de)(de)(de)應(ying)力(li)腐蝕(shi)類型(xing)是陽(yang)極溶解(jie)(jie)型(xing),跟其(qi)耐孔(kong)蝕(shi)能力(li)有(you)(you)著(zhu)較為(wei)密(mi)切的(de)(de)(de)聯系(xi)。當(dang)鋼表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)氧(yang)化膜被破壞形(xing)成蝕(shi)孔(kong)裸露(lu)出新鮮(xian)(xian)表(biao)面(mian)(mian),該表(biao)面(mian)(mian)與其(qi)他(ta)覆蓋(gai)有(you)(you)氧(yang)化膜的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)形(xing)成大(da)陰極小陽(yang)極的(de)(de)(de)腐蝕(shi)電池(chi)(裸露(lu)出的(de)(de)(de)新鮮(xian)(xian)表(biao)面(mian)(mian)為(wei)陽(yang)極,鋼表(biao)面(mian)(mian)覆蓋(gai)有(you)(you)氧(yang)化膜的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)為(wei)陰極),金屬發(fa)生陽(yang)極反應(ying),金屬原子溶解(jie)(jie)成為(wei)離子,形(xing)成裂紋。裂紋朝著(zhu)縱深方向(xiang)處發(fa)展同時又因為(wei)應(ying)力(li)主(zhu)要分(fen)布在裂紋尖端(duan)處,進而(er)導致(zhi)裂紋周(zhou)圍區域產生塑(su)性形(xing)變(bian)(bian),陽(yang)極電位下降(jiang)提高了陽(yang)極溶解(jie)(jie)速度,最終導致(zhi)裂紋的(de)(de)(de)擴大(da)。
根據第3章對2507雙相不銹鋼電化學性能的研究結果可知,隨固溶熱處理度的增高2507雙相不銹鋼抗點蝕能力呈先增強后下降的變化趨勢,1050℃時鋼中的鐵素體相跟奧氏體相這兩相分布較均勻且兩相比例約為1:1,鋼表面保護膜穩定性較好,產生點腐蝕的電位較高,不利于促進裂紋的發展,進而該固溶溫度下2507雙相不銹鋼有較好的抗應力腐蝕開裂性能,這跟SSRT所得結果是相同的。總之,固溶熱處理溫度為1050℃時 DSS2507的抗SCC能力較強。
固溶態為1050℃的2507雙相(xiang)不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的拉伸斷口腐蝕形貌如圖4.9所示,圖中深色組織是鐵素體α相、淺色是奧氏體γ相。從圖4.9中可以看出裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相,且裂紋迂回過奧氏體γ相后繼續會在鐵素體α相中繼續傳播,這表明奧氏體γ相對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用,這種現象稱為致鎖(Keying)效應。這主要是由于首先鐵素體α相為陽極,優先在腐蝕介質中發生腐蝕因而裂紋優先在鐵素體α相上發生和傳播;其次奧氏體γ相相對于鐵素體α相來說硬度及屈服強度都偏低、延展性能較好,奧氏體γ相比鐵素體α相更易發生形變且形變能較大,所以在鐵素體α相中發展的裂紋遇到奧氏體γ相時其尖端形變帶的應力會受到一定的緩和,進而對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用。因此,應力腐蝕破裂裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相。