影響(xiang)香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼材料應力(li)腐蝕的(de)因素眾(zhong)多(duo)(duo),在(zai)過去幾十年里,研(yan)究人員采用(yong)不同(tong)的(de)試驗方法(fa)對力(li)學因素、環境因素、材料因素等已經(jing)做了(le)大量的(de)研(yan)究,并取得了(le)非常有價值(zhi)的(de)成果。為了(le)研(yan)究各影響(xiang)因素的(de)影響(xiang)程度,人們采用(yong)灰(hui)色(se)關聯(lian)理論(lun)、耶茨算法(fa)以及正交試驗設(she)計(ji)等方法(fa)對各因素的(de)顯著性進行分析。但是,現實中多(duo)(duo)起(qi)因香蕉視頻app下載蘋果版:奧氏體不銹鋼應力(li)腐蝕引起的事(shi)故顯示,環境壓力(li)對奧氏體不銹鋼(gang)香蕉視頻app下載蘋果版:應力腐蝕產生較(jiao)大(da)影(ying)(ying)響(xiang),而前人的(de)(de)研(yan)究(jiu)很少涉(she)及,故(gu)筆(bi)者針(zhen)對(dui)上述(shu)因素對(dui)奧氏體不銹(xiu)鋼應力腐蝕的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)展開(kai)研(yan)究(jiu),探尋上述(shu)因素對(dui)奧氏體不銹(xiu)鋼應力腐蝕的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)規律,為(wei)防止類似事(shi)故(gu)的(de)(de)發生提供試驗(yan)和理論基礎。



一、應(ying)力腐(fu)蝕試(shi)驗方法


  研究(jiu)(jiu)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)試(shi)(shi)驗方法有(you)多種,根據所研究(jiu)(jiu)材料(liao)、環境、應(ying)力(li)(li)狀態及(ji)研究(jiu)(jiu)目的(de)(de)選擇(ze)適當(dang)的(de)(de)試(shi)(shi)驗方法至(zhi)關重要。按(an)照加載(zai)方式不同,應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗可分為恒(heng)變形(xing)法、恒(heng)載(zai)荷法和慢應(ying)變速率拉伸法,采用的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)一般(ban)分為三類:光滑試(shi)(shi)樣(yang)、帶缺(que)口試(shi)(shi)樣(yang)和預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)。光滑試(shi)(shi)樣(yang)主要用來(lai)研究(jiu)(jiu)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)敏(min)感性;帶缺(que)口試(shi)(shi)樣(yang)是模擬金屬材料(liao)中的(de)(de)宏(hong)觀(guan)裂(lie)(lie)紋(wen)以研究(jiu)(jiu)材料(liao)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性;預(yu)制裂(lie)(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是預(yu)先在(zai)試(shi)(shi)樣(yang)上加工出缺(que)口并經疲勞(lao)處理產生裂(lie)(lie)紋(wen),常(chang)用來(lai)測量應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)臨界(jie)應(ying)力(li)(li)強度因子及(ji)裂(lie)(lie)紋(wen)擴(kuo)展(zhan)速率。常(chang)用的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗方法如下(xia):


1. 恒變形法


  恒變形法是通過拉(la)伸(shen)或(huo)彎(wan)(wan)曲(qu)使試(shi)樣(yang)變形而產生拉(la)應力(li),利用具(ju)有足(zu)夠剛性的框(kuang)架維持這(zhe)種變形或(huo)者直接(jie)采(cai)用加(jia)(jia)力(li)框(kuang)架,保證試(shi)樣(yang)變形恒定的應力(li)腐蝕試(shi)驗方法。這(zhe)種加(jia)(jia)載方式往往用于模(mo)擬工(gong)程(cheng)構件中的加(jia)(jia)工(gong)制造應力(li)狀態。恒變形法又可分為彎(wan)(wan)梁法、C形環法、U形彎(wan)(wan)曲(qu)法和音叉型法。


  恒變形試(shi)驗(yan)法的優(you)點(dian)是(shi):裝置簡單、試(shi)樣(yang)(yang)(yang)緊湊(cou)、操作(zuo)方便、可以(yi)定性地(di)獲得材(cai)料應力腐蝕敏(min)感性。缺點(dian)是(shi):不能(neng)準確測定應力值;試(shi)驗(yan)過程中(zhong),伴(ban)隨(sui)裂(lie)紋發(fa)展,往往會(hui)出現某種弛豫作(zuo)用(yong),從而導致(zhi)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)承受的應力下降,使得裂(lie)紋的發(fa)展減緩或停止,顯著(zhu)影響試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的斷(duan)裂(lie)時間,甚至(zhi)可能(neng)觀察不到(dao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)斷(duan)裂(lie)。


2. 恒(heng)載荷法


  恒載荷(he)法是利用砝碼(ma)、力(li)矩、彈簧等對試樣施加(jia)一定載荷(he)以實現應力(li)腐(fu)(fu)蝕試驗,這種加(jia)載方式往(wang)往(wang)用于模(mo)擬工(gong)(gong)程(cheng)構件可能受到的(de)工(gong)(gong)作(zuo)應力(li)或加(jia)工(gong)(gong)應力(li)。恒載荷(he)法雖然載荷(he)是恒定的(de),但試樣在暴露過程(cheng)中由于腐(fu)(fu)蝕和產生(sheng)裂紋使(shi)其截面積不斷(duan)減(jian)小,從而使(shi)斷(duan)裂面上的(de)有效(xiao)應力(li)不斷(duan)增大(da)。


  目前,應(ying)(ying)力(li)環(huan)(huan)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系(xi)統(tong)是最常見(jian)的(de)恒載荷(he)試(shi)(shi)(shi)驗設備,操作簡單,精度(du)(du)相(xiang)對較高。美國CORTEST 公司生(sheng)產的(de)應(ying)(ying)力(li)環(huan)(huan)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系(xi)統(tong)的(de)測(ce)試(shi)(shi)(shi)單元的(de)載荷(he)范(fan)圍最高可達1700MPa,這(zhe)種(zhong)測(ce)試(shi)(shi)(shi)單元可以(yi)與標(biao)準(zhun)耐(nai)熱(re)玻璃容(rong)器(qi)、高溫(wen)容(rong)器(qi)或能承受(shou)13.6MPa、溫(wen)度(du)(du)200℃的(de)高溫(wen)高壓容(rong)器(qi)配(pei)套(tao)使(shi)用。每一個單獨標(biao)定的(de)CORTEST應(ying)(ying)力(li)環(huan)(huan)都相(xiang)應(ying)(ying)帶有一張轉換表(biao),用于準(zhun)確確定試(shi)(shi)(shi)樣(yang)的(de)載荷(he),如圖2-1所示。應(ying)(ying)力(li)環(huan)(huan)為試(shi)(shi)(shi)樣(yang)提供持久不變的(de)單向(xiang)拉伸載荷(he)。應(ying)(ying)力(li)環(huan)(huan)的(de)撓度(du)(du)由千分表(biao)測(ce)定,并可與刻度(du)(du)盤上的(de)指示相(xiang)核對。


圖 1.jpg


3. 慢(man)應(ying)變速率(lv)拉伸(shen)法(fa)


  慢(man)應(ying)(ying)變速率(lv)試驗(yan)(slow strain rate testing,SSRT),是(shi)(shi)在一定環境(jing)中(zhong)將拉(la)(la)伸(shen)試件(jian)(jian)放人特制的(de)慢(man)應(ying)(ying)變速率(lv)試驗(yan)機中(zhong),以恒定不(bu)變的(de)相當緩慢(man)的(de)應(ying)(ying)變速度(du)通過試驗(yan)機把載荷施(shi)加(jia)到試件(jian)(jian),直(zhi)至(zhi)拉(la)(la)斷。由于(yu)它具有可(ke)大大縮短應(ying)(ying)力腐蝕(shi)試驗(yan)周期,并且可(ke)以采用(yong)光滑(hua)小試樣等一系列優點,因(yin)而被廣泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)研究,特別是(shi)(shi)用(yong)于(yu)研究各(ge)種(zhong)環境(jing)因(yin)素對應(ying)(ying)力腐蝕(shi)的(de)影響。


  慢應變(bian)速率(lv)試(shi)驗結果通(tong)常與(yu)在不發生應力腐(fu)蝕(shi)的惰(duo)性介質(zhi)(如油或空氣)中的試(shi)驗結果進行比較(jiao),以兩者在相同(tong)溫度(du)和應變(bian)速率(lv)下的試(shi)驗結果的相對值表(biao)征應力腐(fu)蝕(shi)的敏感性。主(zhu)要(yao)有以下幾個(ge)評定指標:


  a. 塑性(xing)損失(shi)


     以延伸率δ和斷(duan)面收縮率Z作(zuo)為參(can)數,計(ji)算得到應力腐蝕(shi)敏感性指(zhi)數F(δ)和F(Z),其值越大,表示應力腐蝕(shi)敏感性越強(qiang)。


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    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(shi)樣(yang)在拉(la)伸過程中載(zai)(zai)荷達(da)到的(de)最大值。對脆性材(cai)料,往往用這個(ge)指標來衡量,特(te)別是(shi)當應(ying)力(li)(li)還在彈性范圍(wei)內試(shi)樣(yang)就(jiu)已(yi)滯后斷裂時,用最大載(zai)(zai)荷作為判據(ju)就(jiu)更合(he)理。由最大載(zai)(zai)荷表(biao)征的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕敏感性指數為:


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    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:


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   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. 內積功(gong)


    應力-應變曲(qu)線(xian)(xian)圖中(zhong),曲(qu)線(xian)(xian)與橫軸(zhou)圍(wei)成的(de)面積為(wei)試樣斷裂(lie)時(shi)的(de)內積功(gong)。惰性(xing)介(jie)質和腐蝕介(jie)質試驗中(zhong)內積功(gong)差別越(yue)大,應力腐蝕敏感(gan)性(xing)也越(yue)大。應力腐蝕敏感(gan)性(xing)指(zhi)數(shu)F(A)定(ding)義為(wei):


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    式中,A0、A分別為試(shi)樣(yang)在(zai)惰性(xing)介質(zhi)和腐蝕介質(zhi)中的(de)內積功。


  e. 斷裂(lie)應(ying)力σe


    在腐蝕介(jie)質中(zhong)和(he)惰(duo)性介(jie)質中(zhong)的斷(duan)裂應力比值(zhi)愈小,應力腐蝕敏感性就愈大(da)。


  f. 斷口(kou)形貌(mao)


   對(dui)大多數(shu)壓力容器鋼(gang)材,在惰性介質中(zhong)(zhong)斷(duan)裂后將獲得(de)韌(ren)窩性斷(duan)口,而在腐蝕(shi)介質中(zhong)(zhong),拉斷(duan)后往往獲得(de)脆性斷(duan)口。其中(zhong)(zhong)脆性斷(duan)口比例愈高,則應力腐蝕(shi)愈敏感(gan)。如介質中(zhong)(zhong)拉斷(duan)后斷(duan)面存在二(er)次裂紋,也可以(yi)用二(er)次裂紋的長(chang)度和數(shu)量來衡量應力腐蝕(shi)的敏感(gan)性。



二(er)、試驗設計


  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(san)、試驗(yan)結果


 1. 腐蝕拉(la)伸曲線


  圖2-3(a)~(e)是試樣在不同(tong)溫度(du)和操作壓力的腐蝕拉伸(shen)曲(qu)線,為便于分(fen)析,將(jiang)5條曲(qu)線繪制在同(tong)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(ying)力腐蝕敏感性分析


  以塑性損失中的(de)斷面(mian)收縮率表(biao)(biao)(biao)示(shi)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性指數F(Z)表(biao)(biao)(biao)示(shi)試樣在不同(tong)(tong)環境下(xia)的(de)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性,將每種環境下(xia)的(de)試驗(yan)結果(guo)求平均值,如表(biao)(biao)(biao)2-3所示(shi),可知不同(tong)(tong)溫(wen)度條件下(xia)介質壓(ya)力(li)對應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性的(de)影響。


表 3.jpg


  圖2-4描述(shu)了不(bu)同環境中應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)指數的(de)(de)變(bian)化情況,從圖中可以看出,溫度和壓(ya)力(li)升高都能提高應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)。25℃時,應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)指數很小;150℃時,隨著介質壓(ya)力(li)的(de)(de)增大(da)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)略有升高。260℃時,介質壓(ya)力(li)的(de)(de)變(bian)化對應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)的(de)(de)影響明顯增大(da)。


圖 4.jpg


 3. 腐蝕(shi)形貌與斷口分析


  拉斷(duan)后(hou)的(de)試樣如圖(tu)2-5所示(shi)。宏觀觀察發現:0~3號試樣拉斷(duan)后(hou),試樣表(biao)(biao)面光澤,與(yu)實驗之前的(de)表(biao)(biao)面比(bi)較,基本相同,觀察不到被腐蝕的(de)痕跡,如圖(tu)2-5(a)~(d)所示(shi);4號、5號試樣,試驗后(hou)表(biao)(biao)面呈(cheng)棕色,氧化嚴重(zhong),5號試樣表(biao)(biao)面還附著(zhu)有腐蝕產物(wu)。


圖 5.1.jpg  圖 5.2.jpg



   采用(yong)掃描(miao)電鏡(jing)(SEM)對試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)附(fu)近圓柱面(mian)(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)形貌進行觀察。1~3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)比(bi)較光(guang)滑(hua),保(bao)持(chi)原有的(de)(de)金屬色,頸縮比(bi)較嚴(yan)重(zhong),如(ru)圖2-6(a)、(c)、(e)所示。4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)呈棕(zong)色,氧(yang)化嚴(yan)重(zhong),斷(duan)(duan)口(kou)頸縮很小(xiao),如(ru)圖2-6(g)、(i)所示。在(zai)(zai)1號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)附(fu)近觀察到少量的(de)(de)點蝕(shi)坑(keng)[圖2-6(b)],而(er)2號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)側面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)點蝕(shi)坑(keng)數量明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)[圖2-6(d)]。3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)附(fu)近存在(zai)(zai)大量的(de)(de)小(xiao)裂紋,并且(qie)裂紋走向基(ji)本與(yu)拉(la)(la)伸方(fang)向垂直[圖2-6(f)].4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)附(fu)近表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)因被(bei)氧(yang)化而(er)存在(zai)(zai)大量的(de)(de)凹坑(keng)和突起,與(yu)4號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)比(bi)較,5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)裂紋尺寸(cun)明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)。與(yu)1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)相比(bi),4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)拉(la)(la)伸過程中表(biao)(biao)現出(chu)明(ming)顯(xian)的(de)(de)脆性斷(duan)(duan)裂特征,這說明(ming)溫度對應力腐(fu)蝕(shi)有重(zhong)要的(de)(de)影響。


圖 6.jpg 圖 6.1.jpg 圖 6.2.jpg



  25℃、1MPa環境下的斷(duan)口形(xing)貌如圖2-7所示。1號試樣斷(duan)口為半杯狀形(xing)貌,分為剪切唇區、放射區和(he)纖(xian)維(wei)區,纖(xian)維(wei)區中韌窩(wo)較(jiao)多且(qie)體積(ji)大(da),試樣以(yi)韌性斷(duan)裂為主(zhu),未發現二次裂紋,說明(ming)在此環境中S32168不銹鋼的應力腐蝕(shi)敏感(gan)性較(jiao)低(di)。


圖 7.jpg


  150℃、1.6MPa環境下(xia)的斷(duan)(duan)口(kou)形貌(mao)如(ru)圖2-8所示。試(shi)樣2斷(duan)(duan)口(kou)也包含三個(ge)區(qu),纖維(wei)區(qu)面積大,韌窩多,過渡區(qu)有少量臺(tai)階,該環境下(xia)仍以韌性斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)為(wei)主,但出現應(ying)力腐蝕(shi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)的特征,說明在此環境下(xia)試(shi)樣的應(ying)力腐蝕(shi)敏(min)感性升高。


圖 8.jpg


 150℃、11MPa環境下的斷(duan)口形(xing)貌如圖2-9所示。與2號(hao)試樣(yang)比較,3號(hao)試樣(yang)斷(duan)口中剪切唇區的面積減小,在靠近斷(duan)口邊緣部位出(chu)現準解理斷(duan)裂形(xing)貌,此時,應力腐蝕敏感性隨操作壓力的升(sheng)高略有升(sheng)高。


圖 9.jpg


  260℃、4.6MPa環境下的(de)斷口形(xing)貌(mao)(mao)如圖2-10所示。4號試樣(yang)斷口較平整,剪切唇區面(mian)積很(hen)小,韌窩(wo)少且體積小,斷口外緣呈(cheng)現出扇(shan)形(xing)形(xing)貌(mao)(mao),并(bing)存在一定量的(de)腐蝕產物。整個斷口表(biao)現出準解(jie)理斷裂的(de)特點,應力腐蝕敏感性明顯增強。


圖 10.jpg


  260℃、11MPa環境下的斷(duan)(duan)口(kou)形貌如圖2-11所示。與4號(hao)試樣比較,5號(hao)樣的斷(duan)(duan)口(kou)不平整,仍表現為(wei)脆性斷(duan)(duan)裂(lie),斷(duan)(duan)口(kou)邊緣存在準解理斷(duan)(duan)裂(lie)區(qu),并且含(han)有(you)量的二次裂(lie)紋,在此環境下,S32168鋼應力(li)腐(fu)蝕敏感性更高(gao)。


圖 11.jpg


  根據上(shang)述(shu)拉(la)伸試(shi)驗數(shu)據、斷(duan)口和表面微觀形貌分析(xi),可以確定在(zai)1~11MPa壓力(li)范(fan)圍和25~150℃溫度范(fan)圍內,介質壓力(li)對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏感性影響較(jiao)小;在(zai)260℃時(shi)(shi),介質壓力(li)對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏感性影響較(jiao)大。當(dang)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏感性增加時(shi)(shi),試(shi)樣(yang)表面的點蝕數(shu)量增多,裂紋(wen)萌生于點蝕坑的現象越來越明(ming)顯。分析(xi)認為,在(zai)相同(tong)的應(ying)(ying)變速(su)率下(xia),當(dang)溫度和壓力(li)升高時(shi)(shi),金屬(shu)溶解速(su)率增加,促進(jin)了裂紋(wen)的萌生和擴展(zhan)。



四、溫度(du)和工作壓力對應力腐蝕開裂影響機(ji)理(li)


   通過上(shang)文(wen)對試樣微觀斷口的(de)分(fen)析得出,隨(sui)溫度的(de)升高(gao),S32168不(bu)銹(xiu)鋼應力腐蝕敏感性增加。已有研究表明,S32168不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)酸性氯離子溶液中的(de)應力腐蝕開裂(lie)也是由陽極溶解引(yin)起的(de),而且應力腐蝕裂(lie)紋(wen)往往起源于(yu)點蝕。不(bu)銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)在(zai)室(shi)溫下形成的(de)氧化(hua)膜很(hen)薄且具(ju)有很(hen)強的(de)保(bao)護(hu)性,但(dan)在(zai)溫度升高(gao)時(shi)氧化(hua)膜保(bao)護(hu)性降低。


   工作(zuo)壓力(li)(li)在(zai)試樣(yang)表面產生的(de)是壓應(ying)(ying)力(li)(li),垂直作(zuo)用于拉伸方向。321不(bu)銹鋼在(zai)酸性氯離子(zi)溶液中的(de)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂也(ye)是由(you)電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)引起(qi)的(de)。由(you)于應(ying)(ying)力(li)(li)狀態對腐(fu)蝕(shi)電位的(de)影響并不(bu)大,壓應(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用下應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)電化(hua)學條(tiao)件仍(reng)然具備,則壓應(ying)(ying)力(li)(li)同樣(yang)能引起(qi)滑移。金(jin)屬發生塑性變形時陽極電流的(de)動(dong)力(li)(li)學方程如下:


   由于工作壓力的(de)(de)存在,使(shi)試樣(yang)表面位錯增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)了(le)表面局部(bu)(bu)塑性變形(xing)和(he)金屬中(zhong)的(de)(de)剩余壓力,進(jin)而引起局部(bu)(bu)陽極電(dian)流的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)。陽極電(dian)流的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da),加(jia)快(kuai)了(le)局部(bu)(bu)腐蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv),促進(jin)了(le)點(dian)蝕(shi)(shi)坑的(de)(de)快(kuai)速形(xing)成。同時(shi),工作壓力增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)時(shi),增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了(le)點(dian)蝕(shi)(shi)坑處的(de)(de)應力集中(zhong),促使(shi)更多的(de)(de)點(dian)蝕(shi)(shi)坑向裂紋(wen)發(fa)展,并使(shi)裂紋(wen)擴(kuo)展速率(lv)(lv)加(jia)快(kuai)。根據裂紋(wen)擴(kuo)展速率(lv)(lv)與(yu)溫度(du)的(de)(de)倒數的(de)(de)負數呈自然指數關系可知,裂紋(wen)擴(kuo)展速率(lv)(lv)隨著溫度(du)的(de)(de)升高而增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。



五、總(zong)結


  浙(zhe)江至德鋼(gang)業有限公司(si)通過慢應變速(su)率(lv)試驗方(fang)法研究了氯離子(zi)環(huan)境下(xia)溫度和(he)(he)操(cao)作壓力(li)(li)(li)(li)對應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)的影響。分(fen)別分(fen)析了不(bu)同試驗參(can)數下(xia)拉伸曲線的變化(hua)、腐蝕(shi)試樣的宏觀(guan)形(xing)貌和(he)(he)微觀(guan)形(xing)貌,結(jie)果表明,隨著操(cao)作壓力(li)(li)(li)(li)和(he)(he)溫度的升高,應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性增(zeng)強;溫度對應力(li)(li)(li)(li)腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性的影響更大。