一、現象
在應力與介質共同作用下而引起的一種局部斷裂,常見的穿晶型應力腐蝕示意圖見圖8.16。實際遇到的不銹鋼管使用過程中出現的穿晶應力腐蝕宏觀和微觀形貌見圖8.17。應力為不銹鋼管本身的殘余應力,實測為100~150MPa,介質為含有Cl-的水。

二、原因
不銹鋼產生應力腐蝕必須(xu)同時滿足三個(ge)條件(見圖8.18),即材料因素(敏感的(de)合金),環境因素(特定的(de)介質)和力學(xue)因素(靜的(de)拉(la)伸應力)等三要素。
①. 敏感(gan)的(de)合金(材料因素)-系指具(ju)有一(yi)(yi)定化(hua)學(xue)成分和(he)組織結構(gou)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),在一(yi)(yi)些(xie)介質中(zhong)對(dui)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)。但并不(bu)(bu)是任何(he)一(yi)(yi)種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、在任何(he)條(tiao)件下(xia)均產生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕斷(duan)裂。
②. 特(te)定的介質(zhi)(環境因(yin)素)-對(dui)某一(yi)敏感合金(jin)而(er)言,必須有(you)(you)一(yi)種(zhong)或一(yi)些特(te)定的腐(fu)蝕介質(zhi)與它相匹配,才(cai)能(neng)產生應力(li)(li)腐(fu)蝕。目前(qian),既沒(mei)有(you)(you)對(dui)任何介質(zhi)都敏感的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),也沒(mei)有(you)(you)能(neng)引起任何不(bu)銹(xiu)鋼(gang)均產生應力(li)(li)腐(fu)蝕斷裂的介質(zhi)。對(dui)于18-8型鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)而(er)言,能(neng)引起應力(li)(li)腐(fu)蝕的常見特(te)定介質(zhi)有(you)(you)氯化(hua)物、氫氧化(hua)物和連多硫酸 等。
③. 靜(jing)的(de)(de)拉(la)伸應力(li)(力(li)學因(yin)素)-如果(guo)不(bu)存在靜(jing)的(de)(de)拉(la)伸應力(li),即使有敏(min)感(gan)的(de)(de)合金(jin)與特定(ding)的(de)(de)介質的(de)(de)配合,應力(li)腐蝕同樣不(bu)會發生(sheng)。
三個條(tiao)件共同作用導致不銹鋼產生應力(li)腐蝕斷裂,國內外(wai)這方(fang)面的重大事(shi)故很多,此處無法一(yi)一(yi)列舉。

三(san)、防止措施
設法去除應力腐蝕三個必要條件中的一個因素,便可防止不銹鋼應力腐蝕的出現。
①. 在不銹鋼管的生產、設備加工和使用過程中,降低和消除不銹鋼管的殘余應力或造成壓應力。例如,采用在不銹鋼管表面進行噴丸處理可取得明顯效果(見圖8.19)。但此種處理不適用于易產生點腐蝕的條件。因為穿過壓應力層的點蝕底部則處于高拉應力區,反而會使應力腐蝕過程加速。

②. 降低(di)介(jie)質(zhi)溫度(du)和水介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)Cl-濃(nong)度(du),防止Cl-蒸(zheng)發濃(nong)縮(suo)和在不銹鋼(gang)管(guan)表面富集的(de)條(tiao)件(jian);鉻鎳不銹鋼(gang)制鍋爐和容(rong)器等需進行水壓試驗的(de)設(she)備,建議用去離(li)子水,不銹鋼(gang)管(guan)制設(she)備和構件(jian)在放置或運(yun)輸(shu)過程中(zhong),特別是在海(hai)洋性(xing)大氣和高Cl-濃(nong)度(du)的(de)濕(shi)態(tai)環境中(zhong),要妥善(shan)加以防護。
③. 選擇耐應(ying)力(li)腐蝕材(cai)料,在(zai)(zai)含Cl-的大氣和(he)水介質中(zhong),為了耐應(ying)力(li)腐蝕,在(zai)(zai)實際應(ying)用(yong)中(zhong),各種現代鐵素體不(bu)銹鋼管和(he)各種現代雙相不(bu)銹鋼管均(jun)可優先選用(yong)。
表8.2 采用Cr-Ni奧氏體不銹鋼加工或焊后消(xiao)除(chu)應力(li)熱處(chu)理方法的參考規范(fan)

注:A-完(wan)全退火,1065~1120℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng);B-退火,850~1120℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng);C-固(gu)溶處理(li),1065~1120℃水冷(leng)(leng)(leng)或急(ji)冷(leng)(leng)(leng);D-消除(chu)應力熱(re)(re)處理(li),850~900℃空冷(leng)(leng)(leng)或急(ji)冷(leng)(leng)(leng);E-穩定化處理(li),850~900℃空冷(leng)(leng)(leng);F-尺(chi)寸(cun)穩定熱(re)(re)處理(li),500~600℃緩(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng)。(a)建議選用(yong)最適于進(jin)行焊后或加工后熱(re)(re)處理(li)的含Ti、Nb的鋼種或超低(di)C不銹(xiu)鋼;(b)多數部件(jian)不必進(jin)行熱(re)(re)處理(li),但在(zai)(zai)加工過程中,不銹(xiu)鋼受敏化的條件(jian)下(xia),必須進(jin)行熱(re)(re)處理(li)時(shi),才進(jin)行此(ci)種處理(li);(c)在(zai)(zai)加工完(wan)后,在(zai)(zai)進(jin)行C規范(fan)處理(li)的前提下(xia),也能夠用(yong)A、B或D規范(fan)進(jin)行處理(li)。

