如前所述,到1975年前后為止,評價不銹鋼的應力腐蝕斷裂一般主要采用42%~45%的MgCl2水溶液,但是就實際的應力腐蝕斷裂環境來說,由于將食鹽作為雜質成分包含在內的情況比較多,所以有時也使用濃度較高的食鹽水。在這種情況下,為了達到加速腐蝕斷裂的目的,嘗試使用了濃度較高并且添加少量氧化劑的水溶液。
日本國內的試驗例子比較少,1959年川畑等使用4%和20%的沸騰食鹽水,以及在其中添加了H2O2、NaNO2、NHNO2、N2Cr2O7、CrCl3、HgC2等成分的試驗液,采用3點支持方式對304不銹鋼以及316不銹鋼的退火材料和冷軋材料施加應力進行試驗,并發表了試驗結果。結果表明:在4%NaCl溶液中兩種鋼不易發生斷裂;在20%NaCl為主的溶液中,304不銹鋼在所有條件下都發生斷裂;而316不銹鋼只有在添加1%Na2Cr2O7·2H2O、0.25% CrCl3或者1%HgC2等成分時才會發生斷裂。此外,1961年森田針對食鹽主體溶液環境下熱處理對斷裂的影響進行了研究,其結果是:進行敏化熱處理(650℃、2h)時,在這些食鹽水溶液中,不具備耐晶間腐蝕性的304不銹鋼、316不(bu)銹鋼(gang),其晶界裂紋敏感性也會提高;在退火狀態不發生斷裂的316鋼也往往會發生晶界斷裂;另一方面,304L不銹鋼、347不銹鋼、316L不銹鋼等耐晶間腐蝕鋼種的裂紋敏感性卻幾乎沒有變化。還有,在154℃的MgCl2溶液中,所有鋼種都發生了穿晶裂紋,與敏化熱處理無關。
橫田等(1970年)采用比較容易導致斷裂的20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O試驗液,采取U形彎曲方式施加應力進行試驗,結果表明:在44%MgCl2溶液試驗中沒有發生應力腐蝕斷裂的18Cr-13Ni-3Si鋼也發生了應力腐蝕斷裂;但如果在18Cr-13Ni-3Si鋼中加入銅元素(最高加入1.5%Cu)組成合金試樣進行試驗,結果證明,銅含量達到0.7%以上能夠防止斷裂。之后于1973年發表的圖7.11表示出了在沸騰20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O溶液以及沸騰44%MgCI2溶液中,Cr、Si還有銅含量對于斷裂的影響,這些元素在兩種試驗液中產生的影響完全不同。也就是說,在44%MgCl2溶液中鉻含量的增加會提高裂紋敏感性,但在以食鹽為主的溶液中隨著鉻含量的增加越發不易斷裂;硅在前者中會抑制斷裂,但在后者中卻幾乎沒有影響。另一方面,銅在前者中幾乎沒有什么影響,但在后者以食鹽為主的溶液中卻有著顯著的抑制斷裂的效果。

中(zhong)山等(1979年)在20%NaCl(100℃)中(zhong)采(cai)用(yong)SERT法對304鋼和含0.24%Mo和0.20%Cu的(de)304不銹鋼進(jin)行了耐應力腐蝕斷裂性試驗(yan),結果(guo)也證明后者的(de)裂紋敏感(gan)性較(jiao)低,與42%MgCb溶液試驗(yan)的(de)結果(guo)完全相反(fan)。
采用各種市售奧氏體不銹鋼,添加各種氧化劑后在20%NaCl中進行試驗,其結果如表7.5 所示。從表中可以看出:在市售鋼當中,銅的效果也非常明顯;還有,復合添加了鉬和銅的316J1鋼只有在1%Na2Cr2O7·2H2O的溶液中才會發生斷裂;鎳含量較高的V16A(18Cr-18Ni-Mo-Cu鋼)、Alloy20、Incoloy800在任何條件下都不會發生斷裂。這和實際使用效果是一致的。


此外,遲沢等(1980年(nian)(nian))、小林(lin)等(1980年(nian)(nian))運用(yong)20%NaCl來(lai)研(yan)究應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位-pH條(tiao)件。其(qi)(qi)中(zhong),通過(guo)(guo)包含了各(ge)種添(tian)加劑(ji)的(de)(de)(de)20%NaCl溶(rong)液(ye)得出的(de)(de)(de)、針對7種奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)如圖7.12所示(shi)。會發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)是(shi)304、316、18Cr-16Ni-5Mo、還有21Cr-12Ni-2.5Mo-0.2N鋼(gang)(gang),普(pu)通耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)越好的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang),其(qi)(qi)斷(duan)裂范(fan)(fan)圍就越處于低(di)(di)pH、高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位側。其(qi)(qi)他鋼(gang)(gang)種的(de)(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂沒有發(fa)(fa)生(sheng)范(fan)(fan)圍,如果(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位變(bian)高僅僅會出現點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi);另(ling)外還發(fa)(fa)現,發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)都(dou)是(shi)以點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)為(wei)起點的(de)(de)(de)。不(bu)過(guo)(guo),作為(wei)試驗(yan)液(ye)經常使用(yong)的(de)(de)(de)20%NaCl+1%Na2Cr2O7·2H2O溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)pH值不(bu)像高濃(nong)度MgCl2那么低(di)(di),大約為(wei)4,其(qi)(qi)特征是(shi):在(zai)同溶(rong)液(ye)中(zhong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位先變(bian)高,發(fa)(fa)生(sheng)點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)后(hou),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位會移向低(di)(di)側,到達應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)斷(duan)裂的(de)(de)(de)范(fan)(fan)圍。

使用(yong)(yong)高(gao)濃度食鹽水(shui)對各種(zhong)鋼進(jin)行比較,其(qi)結果和實際應用(yong)(yong)的結果相一致。但涉及(ji)實際應用(yong)(yong)中高(gao)濃度氯化物的裝置比較少,因此在(zai)80℃以下(xia)時,以將氯離(li)子作(zuo)為(wei)不純成(cheng)分包含在(zai)內的溫水(shui)為(wei)對象,高(gao)濃度食鹽水(shui)試驗難度較大,所(suo)以隨(sui)著(zhu)溫水(shui)處理裝置的普及(ji),一般(ban)采用(yong)(yong)帶有(you)縫隙的試片(后(hou)述)通過(guo)稀薄食鹽水(shui)來進(jin)行評(ping)價。

