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不锈钢应力腐蚀开裂的原因和影响因素

[ 发布日期:2018-04-25 点击:1170 来源:中国船舶重工集团公司第725研究所检测服务平台 【打印此文】 【关闭窗口】]

在腐蚀和应力联合作用时,在低于304不锈钢棒材料强度极限的情况下,发生脆性开裂现象,称为应力腐蚀开裂。

应力腐蚀

一、304不锈钢棒应力腐蚀开裂特征:

304不锈钢棒应力腐蚀开裂与单纯机械应力造成的开裂不同,它在应力极低的条件下也能产生开裂;与单纯的腐蚀引起的开裂也不同,304不锈钢棒即使在极弱的腐蚀介质中也能发生应力腐蚀开裂。

应力腐蚀开裂一般发生在304不锈钢棒的局部区域,裂纹数量不多,裂纹深度很深,宽度较窄,裂纹方向基本与应力方向垂直。在显微镜下,裂纹有沿晶裂纹,也有穿晶裂纹。

应力腐蚀

二、304不锈钢带应力腐蚀开裂的影响因素:

应力腐蚀开裂的发生条件一是应力,二是腐蚀。

1.   零部件在生产、制造过程中不可避免地产生应力,如铸造应力、冷变形应力、焊接应力、机械加工应力、热处理应力,还有零部件在工作状态下所受的工作应力,以及由于温度梯度产生的热应力等。这些应力都可能成为应力腐蚀开裂的应力因素。

2.   腐蚀介质中含有对发生应力腐蚀开裂有作用的离子、分子时,会导致应力腐蚀开裂。对304不锈钢板来说,引起应力腐蚀开裂的介质包括含Cl-, F-, Br-及H2S, NaOH、饱和So2等水溶液介质,如酸性氯化物溶液、海水、高温碱、硝酸、硫酸、盐酸,含氯化物的冷凝水、高温水等。对于材料而言,表面有稳定的钝化膜并在受破坏后能迅速修复的材料,对抵抗应力腐蚀开裂更具有优越性。这些腐蚀介质的浓度、温度的变化都会成为腐蚀开裂的因素。

应力腐蚀

三、不锈钢应力腐蚀开裂评估系统

通常来讲 SCC 需要拉应力(静态应力) , 裂纹与应力方向垂直, 形态有晶间型(裂纹沿晶界) 和穿晶型(裂纹穿过晶粒)。一般认为, 压应力不会造成SCC。而交变应力与腐蚀介质的联合作用则造成腐蚀疲劳, 当然低频交变应力也可能造成SCC。

所以可采用YYF-50型慢应变速率应力腐蚀试验机进行评估,设备可提供高压釜,可在此容器内进行高温高压下的慢应变速率拉伸、低周疲劳,可配置DCPD裂纹扩展速率测量系统,进行CT试样的裂纹扩展长度的测量。引入DCPD系统,在线直接测量裂纹扩展长度,并绘制a/W-t曲线。特别指出的是在该系统中,可进行恒K控制,也可进行升K、降K控制。

 

YYF-50型慢应变速率应力腐蚀系统

配备水化学循环系统,可进行再高温高压环境下的不锈钢应力腐蚀开裂评估。该评估系统可提供可控溶解氧浓度、PH值、电导率以及有一定压力的超纯水。

在水化学循环系统中可根据试验需求加入杂质离子,进行电导率的控制,该系统也可进行PH值的调整。

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