影響香蕉視頻app連接:不銹鋼材(cai)料應力腐蝕的因素眾多,在過去幾十(shi)年里,研究人(ren)(ren)員(yuan)采用不同(tong)的試驗(yan)方(fang)法對力學因素、環境因素、材(cai)料因素等已(yi)經(jing)做了(le)大(da)量(liang)的研究,并取得了(le)非(fei)常有價(jia)值的成果。為(wei)了(le)研究各影響因素的影響程度,人(ren)(ren)們采用灰色關聯理論(lun)、耶茨算(suan)法以(yi)及正交(jiao)試驗(yan)設計等方(fang)法對各因素的顯著性進行分析。但(dan)是(shi),現實中多起因香蕉視頻app連接:奧氏體不銹鋼應力腐蝕引起的事故顯示,環境壓力對奧氏體不銹(xiu)鋼香蕉視頻app連接:應力腐蝕產生較大(da)影響(xiang),而(er)前人的(de)研究很少涉及(ji),故筆者針對上(shang)述因素對奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)應力腐蝕的(de)影響(xiang)展開研究,探尋上(shang)述因素對奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)應力腐蝕的(de)影響(xiang)規律,為防止(zhi)類似事故的(de)發生提供(gong)試驗(yan)和理論基礎。



一、應力腐蝕試驗方法


  研(yan)(yan)究應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法有多種,根據所研(yan)(yan)究材料(liao)、環境、應(ying)力(li)(li)狀(zhuang)態及(ji)研(yan)(yan)究目的(de)選擇(ze)適(shi)當的(de)試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法至(zhi)關重要。按(an)照加載方(fang)(fang)式(shi)不同,應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗(yan)可分為恒變(bian)形法、恒載荷法和(he)慢應(ying)變(bian)速(su)(su)率拉伸法,采用的(de)試(shi)(shi)樣(yang)一般(ban)分為三類:光滑試(shi)(shi)樣(yang)、帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)和(he)預(yu)制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)。光滑試(shi)(shi)樣(yang)主(zhu)要用來研(yan)(yan)究應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)的(de)敏感(gan)性;帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)是模(mo)擬金屬材料(liao)中的(de)宏觀裂(lie)紋(wen)以研(yan)(yan)究材料(liao)的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性;預(yu)制裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是預(yu)先在試(shi)(shi)樣(yang)上加工出缺口(kou)并經(jing)疲勞處理(li)產生裂(lie)紋(wen),常用來測(ce)量應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)臨(lin)界應(ying)力(li)(li)強度因子及(ji)裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)速(su)(su)率。常用的(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法如(ru)下:


1. 恒變(bian)形法


  恒(heng)變形(xing)法(fa)是通過拉伸或彎(wan)曲使試(shi)樣變形(xing)而產生拉應力(li),利(li)用(yong)具有(you)足夠剛性的框(kuang)架維持這種變形(xing)或者直(zhi)接采用(yong)加力(li)框(kuang)架,保證試(shi)樣變形(xing)恒(heng)定的應力(li)腐蝕(shi)試(shi)驗方(fang)法(fa)。這種加載(zai)方(fang)式(shi)往往用(yong)于模擬(ni)工程構件中的加工制造(zao)應力(li)狀態。恒(heng)變形(xing)法(fa)又可(ke)分為彎(wan)梁法(fa)、C形(xing)環法(fa)、U形(xing)彎(wan)曲法(fa)和音叉型法(fa)。


  恒變形(xing)試(shi)(shi)驗(yan)法(fa)的(de)優(you)點是:裝置簡單、試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)緊湊、操作(zuo)方(fang)便、可以定性(xing)地(di)獲得材料應力(li)腐蝕敏感性(xing)。缺(que)點是:不能(neng)(neng)準(zhun)確測定應力(li)值;試(shi)(shi)驗(yan)過(guo)程中,伴隨(sui)裂(lie)(lie)(lie)紋發展,往往會(hui)出現某(mou)種(zhong)弛豫作(zuo)用(yong),從(cong)而導致試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)承受的(de)應力(li)下降,使得裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)發展減緩或停止,顯(xian)著影響試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)斷裂(lie)(lie)(lie)時間(jian),甚至可能(neng)(neng)觀(guan)察(cha)不到試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)斷裂(lie)(lie)(lie)。


2. 恒載荷(he)法


  恒載(zai)荷法是(shi)利用(yong)砝碼、力(li)矩(ju)、彈簧等對試(shi)樣施加一定(ding)載(zai)荷以實(shi)現應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕試(shi)驗,這種加載(zai)方式往(wang)往(wang)用(yong)于模擬工程構(gou)件可能(neng)受到(dao)的工作應(ying)(ying)力(li)或加工應(ying)(ying)力(li)。恒載(zai)荷法雖然(ran)載(zai)荷是(shi)恒定(ding)的,但(dan)試(shi)樣在暴露過程中(zhong)由于腐(fu)蝕和產生裂(lie)紋使(shi)其(qi)截(jie)面(mian)積不(bu)斷減(jian)小,從(cong)而使(shi)斷裂(lie)面(mian)上的有效應(ying)(ying)力(li)不(bu)斷增(zeng)大。


  目前(qian),應(ying)力環(huan)測(ce)(ce)試(shi)(shi)系(xi)統(tong)(tong)是最常見(jian)的(de)(de)(de)恒(heng)載(zai)荷(he)試(shi)(shi)驗設備,操作簡(jian)單(dan),精度相(xiang)對較(jiao)高。美國(guo)CORTEST 公司生(sheng)產的(de)(de)(de)應(ying)力環(huan)測(ce)(ce)試(shi)(shi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)試(shi)(shi)單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)范(fan)圍最高可(ke)達1700MPa,這種(zhong)測(ce)(ce)試(shi)(shi)單(dan)元(yuan)可(ke)以與標(biao)準(zhun)耐熱(re)玻璃容器、高溫(wen)(wen)容器或能承受(shou)13.6MPa、溫(wen)(wen)度200℃的(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)高壓容器配(pei)套使用(yong)。每一個單(dan)獨標(biao)定的(de)(de)(de)CORTEST應(ying)力環(huan)都相(xiang)應(ying)帶有一張轉換表,用(yong)于準(zhun)確確定試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)載(zai)荷(he),如圖2-1所示(shi)。應(ying)力環(huan)為試(shi)(shi)樣提供持久不變的(de)(de)(de)單(dan)向(xiang)拉伸載(zai)荷(he)。應(ying)力環(huan)的(de)(de)(de)撓度由千(qian)分表測(ce)(ce)定,并可(ke)與刻度盤上(shang)的(de)(de)(de)指示(shi)相(xiang)核對。


圖 1.jpg


3. 慢(man)應變(bian)速率(lv)拉伸法


  慢(man)應(ying)變(bian)速(su)率試(shi)驗(slow strain rate testing,SSRT),是在一定環境中(zhong)將拉(la)伸試(shi)件(jian)放人(ren)特(te)制的(de)(de)慢(man)應(ying)變(bian)速(su)率試(shi)驗機中(zhong),以(yi)恒定不變(bian)的(de)(de)相(xiang)當緩慢(man)的(de)(de)應(ying)變(bian)速(su)度通過試(shi)驗機把載荷施加到(dao)試(shi)件(jian),直至拉(la)斷。由于它具有可大(da)大(da)縮(suo)短應(ying)力(li)腐蝕(shi)試(shi)驗周期,并且(qie)可以(yi)采(cai)用光滑小(xiao)試(shi)樣等一系列優點(dian),因(yin)而被廣(guang)泛應(ying)用于應(ying)力(li)腐蝕(shi)研(yan)究,特(te)別是用于研(yan)究各(ge)種環境因(yin)素對應(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)(de)影響。


  慢應變速率試(shi)驗結果通常與在不發(fa)生應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)惰(duo)性介(jie)質(zhi)(如(ru)油或空氣)中(zhong)的(de)試(shi)驗結果進行比較,以兩者(zhe)在相同(tong)溫度(du)和(he)應變速率下的(de)試(shi)驗結果的(de)相對值表征應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感(gan)性。主要有以下幾個評定指(zhi)標:


  a. 塑性損失


     以延伸(shen)率δ和斷面收縮率Z作為參(can)數,計算得到應(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性指數F(δ)和F(Z),其值越大,表示(shi)應(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性越強。


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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(zui)大載荷


    試樣在(zai)拉伸過(guo)程中載荷(he)達(da)到的最(zui)大(da)(da)值。對脆性(xing)材料(liao),往(wang)往(wang)用這個指標(biao)來衡量,特別是當(dang)應力還在(zai)彈性(xing)范圍內試樣就已滯后(hou)斷裂(lie)時,用最(zui)大(da)(da)載荷(he)作為判據就更(geng)合理。由最(zui)大(da)(da)載荷(he)表(biao)征的應力腐蝕敏(min)感性(xing)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(nei)積(ji)功


    應力-應變曲線圖中(zhong),曲線與橫軸圍成的(de)面積為(wei)試樣斷裂(lie)時的(de)內(nei)積功。惰(duo)性介質(zhi)(zhi)和(he)腐(fu)蝕介質(zhi)(zhi)試驗中(zhong)內(nei)積功差別(bie)越大,應力腐(fu)蝕敏感(gan)性也(ye)越大。應力腐(fu)蝕敏感(gan)性指數F(A)定義為(wei):


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    式中,A0、A分別為試(shi)樣(yang)在惰性介質(zhi)(zhi)和(he)腐(fu)蝕介質(zhi)(zhi)中的內積(ji)功。


  e. 斷(duan)裂應(ying)力σe


    在腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)中(zhong)和惰性(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)的斷裂應力(li)比(bi)值(zhi)愈(yu)小,應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)就(jiu)愈(yu)大(da)。


  f. 斷口形(xing)貌(mao)


   對大多數(shu)壓力容器鋼(gang)材,在(zai)惰性(xing)介(jie)(jie)質中(zhong)斷(duan)(duan)裂(lie)后將(jiang)獲得韌窩性(xing)斷(duan)(duan)口(kou)(kou),而在(zai)腐蝕介(jie)(jie)質中(zhong),拉斷(duan)(duan)后往(wang)往(wang)獲得脆性(xing)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)。其中(zhong)脆性(xing)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)比例(li)愈高,則應(ying)力腐蝕愈敏(min)感。如介(jie)(jie)質中(zhong)拉斷(duan)(duan)后斷(duan)(duan)面存在(zai)二次裂(lie)紋(wen),也可以用二次裂(lie)紋(wen)的長度和數(shu)量來衡量應(ying)力腐蝕的敏(min)感性(xing)。



二、試驗(yan)設(she)計


  以S32168不銹(xiu)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(shi)拉伸曲線


  圖2-3(a)~(e)是試樣在不同溫度和(he)操作壓(ya)力的腐(fu)蝕(shi)拉伸曲線,為便(bian)于(yu)分析,將5條(tiao)曲線繪(hui)制在同一圖中(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. 應力(li)腐蝕敏感性分析


  以塑性(xing)(xing)損(sun)失中(zhong)的斷面收縮(suo)率表示的應(ying)力腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)指數F(Z)表示試樣在(zai)不同環境(jing)(jing)下的應(ying)力腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing),將每(mei)種(zhong)環境(jing)(jing)下的試驗結果求平均(jun)值,如表2-3所(suo)示,可知不同溫度條件下介質壓力對應(ying)力腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的影響。


表 3.jpg


  圖2-4描述了不(bu)同(tong)環(huan)境中應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)指數(shu)的變化情況,從(cong)圖中可以看出,溫度和壓(ya)力(li)(li)升高都(dou)能提高應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)。25℃時(shi)(shi),應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)指數(shu)很小(xiao);150℃時(shi)(shi),隨(sui)著介質壓(ya)力(li)(li)的增(zeng)大應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)略(lve)有升高。260℃時(shi)(shi),介質壓(ya)力(li)(li)的變化對應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的影(ying)響(xiang)明顯增(zeng)大。


圖 4.jpg


 3. 腐蝕(shi)形貌與(yu)斷口分析


  拉(la)(la)斷后的(de)試(shi)樣(yang)如圖2-5所示。宏觀(guan)觀(guan)察發現:0~3號試(shi)樣(yang)拉(la)(la)斷后,試(shi)樣(yang)表面光(guang)澤,與(yu)實驗(yan)之前(qian)的(de)表面比較,基本(ben)相同(tong),觀(guan)察不(bu)到被腐蝕的(de)痕跡(ji),如圖2-5(a)~(d)所示;4號、5號試(shi)樣(yang),試(shi)驗(yan)后表面呈棕色,氧化(hua)嚴重(zhong),5號試(shi)樣(yang)表面還(huan)附著有腐蝕產物(wu)。


圖 5.1.jpg  圖 5.2.jpg



   采(cai)用掃描(miao)電鏡(SEM)對(dui)(dui)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)口附近圓柱面(mian)腐蝕形貌(mao)進行觀察。1~3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)比(bi)較光滑,保持原有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬色,頸縮(suo)比(bi)較嚴重,如(ru)圖(tu)(tu)(tu)2-6(a)、(c)、(e)所示(shi)。4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)呈(cheng)棕色,氧化(hua)嚴重,斷(duan)口頸縮(suo)很(hen)小,如(ru)圖(tu)(tu)(tu)2-6(g)、(i)所示(shi)。在(zai)1號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)口附近觀察到少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)蝕坑(keng)[圖(tu)(tu)(tu)2-6(b)],而2號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)側面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)蝕坑(keng)數(shu)量(liang)明(ming)顯增(zeng)加[圖(tu)(tu)(tu)2-6(d)]。3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)口附近存在(zai)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)小裂紋,并且裂紋走向基本(ben)與拉(la)伸方向垂直(zhi)[圖(tu)(tu)(tu)2-6(f)].4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)斷(duan)口附近表面(mian)因被氧化(hua)而存在(zai)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)凹坑(keng)和(he)(he)突起,與4號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)比(bi)較,5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋尺寸明(ming)顯增(zeng)加。與1號(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)和(he)(he)3號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)相比(bi),4號(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)在(zai)拉(la)伸過程(cheng)中表現出明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)脆性斷(duan)裂特征,這說明(ming)溫度(du)對(dui)(dui)應力腐蝕有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。


圖 6.jpg 圖 6.1.jpg 圖 6.2.jpg



  25℃、1MPa環境下的斷口形貌如圖2-7所示(shi)。1號試(shi)樣(yang)斷口為(wei)半杯狀形貌,分為(wei)剪切唇區(qu)、放射區(qu)和纖維(wei)區(qu),纖維(wei)區(qu)中(zhong)韌(ren)窩較多且體(ti)積大,試(shi)樣(yang)以(yi)韌(ren)性斷裂為(wei)主,未發現二(er)次裂紋,說明在此環境中(zhong)S32168不銹鋼的應力腐蝕敏(min)感性較低(di)。


圖 7.jpg


  150℃、1.6MPa環境(jing)(jing)下(xia)的斷(duan)口形貌如圖2-8所示。試樣2斷(duan)口也包含三個區,纖維區面積大,韌窩多(duo),過渡(du)區有少量臺階(jie),該(gai)環境(jing)(jing)下(xia)仍以韌性(xing)斷(duan)裂(lie)為主(zhu),但出(chu)現應力腐蝕(shi)(shi)斷(duan)裂(lie)的特(te)征,說明在此環境(jing)(jing)下(xia)試樣的應力腐蝕(shi)(shi)敏感性(xing)升高(gao)。


圖 8.jpg


 150℃、11MPa環(huan)境下的(de)斷(duan)口(kou)形貌如圖2-9所示。與2號試樣比較(jiao),3號試樣斷(duan)口(kou)中剪(jian)切唇區的(de)面(mian)積減小,在(zai)靠近斷(duan)口(kou)邊緣(yuan)部位出(chu)現準解理斷(duan)裂形貌,此時,應力腐蝕敏感(gan)性隨操(cao)作壓力的(de)升(sheng)高略有升(sheng)高。


圖 9.jpg


  260℃、4.6MPa環境(jing)下(xia)的斷(duan)(duan)口形貌(mao)(mao)如圖2-10所示。4號(hao)試樣斷(duan)(duan)口較平整,剪切唇區面積(ji)很小,韌窩少且體積(ji)小,斷(duan)(duan)口外緣(yuan)呈(cheng)現出扇(shan)形形貌(mao)(mao),并存在一定量的腐蝕(shi)產物。整個斷(duan)(duan)口表現出準解理斷(duan)(duan)裂的特點(dian),應(ying)力(li)腐蝕(shi)敏感(gan)性明顯增強。


圖 10.jpg


  260℃、11MPa環(huan)境(jing)下的斷口(kou)形貌如圖2-11所示。與(yu)4號試(shi)樣(yang)比較(jiao),5號樣(yang)的斷口(kou)不(bu)平整,仍表現(xian)為脆(cui)性斷裂,斷口(kou)邊(bian)緣存在準解理斷裂區,并且含有(you)量的二次裂紋,在此環(huan)境(jing)下,S32168鋼應力腐蝕敏感性更高(gao)。


圖 11.jpg


  根(gen)據上(shang)述拉(la)伸(shen)試驗數據、斷口和(he)(he)表面微(wei)觀形貌分析,可以確定(ding)在(zai)1~11MPa壓(ya)力范圍和(he)(he)25~150℃溫度范圍內,介(jie)(jie)質壓(ya)力對(dui)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性影響(xiang)較(jiao)小(xiao);在(zai)260℃時(shi),介(jie)(jie)質壓(ya)力對(dui)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性影響(xiang)較(jiao)大。當應(ying)(ying)力腐蝕(shi)敏感(gan)性增(zeng)加(jia)時(shi),試樣表面的(de)點蝕(shi)數量(liang)增(zeng)多,裂(lie)紋萌(meng)(meng)生(sheng)于點蝕(shi)坑(keng)的(de)現象越來越明顯。分析認為,在(zai)相(xiang)同的(de)應(ying)(ying)變速率下,當溫度和(he)(he)壓(ya)力升高時(shi),金屬溶解速率增(zeng)加(jia),促(cu)進了裂(lie)紋的(de)萌(meng)(meng)生(sheng)和(he)(he)擴展。



四、溫度和工作壓力對應力腐蝕開裂影響機理


   通過上文(wen)對試樣微觀斷口的分析得出(chu),隨溫度(du)的升(sheng)高,S32168不(bu)銹(xiu)鋼應(ying)(ying)力腐蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)增加。已有(you)研究表明,S32168不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)酸性(xing)氯離子溶(rong)液中的應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂也是由(you)陽極溶(rong)解引(yin)起的,而且應(ying)(ying)力腐蝕(shi)裂紋往往起源于(yu)點蝕(shi)。不(bu)銹(xiu)鋼材料在(zai)室溫下形(xing)成的氧(yang)化膜(mo)很薄且具有(you)很強的保護性(xing),但在(zai)溫度(du)升(sheng)高時氧(yang)化膜(mo)保護性(xing)降低。


   工作(zuo)壓(ya)力(li)(li)在試樣(yang)表面產(chan)生的(de)(de)是壓(ya)應(ying)力(li)(li),垂(chui)直作(zuo)用于拉(la)伸(shen)方向。321不(bu)銹鋼在酸性氯離子溶液中的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕開裂(lie)也是由電化(hua)學(xue)腐蝕引起(qi)的(de)(de)。由于應(ying)力(li)(li)狀態(tai)對腐蝕電位的(de)(de)影響并(bing)不(bu)大(da),壓(ya)應(ying)力(li)(li)作(zuo)用下應(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)電化(hua)學(xue)條件仍然具備,則(ze)壓(ya)應(ying)力(li)(li)同樣(yang)能引起(qi)滑(hua)移。金屬發生塑性變形時陽(yang)極電流的(de)(de)動(dong)力(li)(li)學(xue)方程如下:


   由于(yu)工作壓力的(de)存(cun)在(zai),使(shi)(shi)試樣(yang)表面位錯增(zeng)加,增(zeng)大(da)了表面局部(bu)塑性變形(xing)和金屬中(zhong)的(de)剩余壓力,進而引(yin)起局部(bu)陽極電(dian)流的(de)增(zeng)大(da)。陽極電(dian)流的(de)增(zeng)大(da),加快了局部(bu)腐蝕(shi)速率,促進了點(dian)蝕(shi)坑的(de)快速形(xing)成。同時,工作壓力增(zeng)大(da)時,增(zeng)加了點(dian)蝕(shi)坑處的(de)應力集(ji)中(zhong),促使(shi)(shi)更多的(de)點(dian)蝕(shi)坑向裂(lie)(lie)紋發展(zhan),并(bing)使(shi)(shi)裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率加快。根據裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率與溫度的(de)倒數的(de)負數呈(cheng)自然指數關系可知,裂(lie)(lie)紋擴展(zhan)速率隨(sui)著溫度的(de)升高而增(zeng)加。



五、總結(jie)


  浙江至德鋼業有限公司(si)通過慢應(ying)(ying)變速率(lv)試(shi)驗方(fang)法研究了氯(lv)離(li)子環境下溫度(du)和(he)操作(zuo)壓力(li)對應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕的(de)(de)影(ying)響(xiang)。分(fen)別分(fen)析(xi)了不同(tong)試(shi)驗參數下拉伸曲線的(de)(de)變化、腐(fu)蝕試(shi)樣的(de)(de)宏觀形貌(mao)和(he)微觀形貌(mao),結(jie)果(guo)表明,隨著操作(zuo)壓力(li)和(he)溫度(du)的(de)(de)升(sheng)高,應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感性增強;溫度(du)對應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕敏(min)感性的(de)(de)影(ying)響(xiang)更大。