影響亞洲歐美色綜合一區二區在線:不銹鋼材料(liao)應力腐蝕的(de)(de)因素眾多,在過去(qu)幾(ji)十(shi)年里(li),研究人(ren)員采用(yong)不同的(de)(de)試(shi)驗(yan)方法對力學(xue)因素、環境因素、材料(liao)因素等(deng)已經(jing)做了大(da)量的(de)(de)研究,并取(qu)得(de)了非常有價值(zhi)的(de)(de)成果。為了研究各(ge)影(ying)響(xiang)因素的(de)(de)影(ying)響(xiang)程(cheng)度,人(ren)們采用(yong)灰色關(guan)聯理論、耶茨算(suan)法以(yi)及正交試(shi)驗(yan)設(she)計等(deng)方法對各(ge)因素的(de)(de)顯著性進(jin)行分析。但是,現實中多起(qi)因亞洲歐美色綜合一區二區在線:奧氏體不銹鋼應力(li)腐蝕引起的事故顯示,環(huan)境壓力(li)對奧氏體不銹鋼亞洲歐美色綜合一區二區在線:應力腐蝕產生較大影響,而前人的(de)研究(jiu)很(hen)少涉及(ji),故筆者(zhe)針對上(shang)述(shu)因素對奧氏體(ti)不銹鋼(gang)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)影響展開研究(jiu),探(tan)尋上(shang)述(shu)因素對奧氏體(ti)不銹鋼(gang)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)影響規律,為防止類似事故的(de)發(fa)生提供試驗(yan)和理論基礎。
一、應(ying)力腐(fu)蝕試驗方法
研究應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)試(shi)(shi)驗方法(fa)有多種,根據所研究材(cai)料(liao)、環境、應(ying)(ying)(ying)力(li)狀態及研究目的(de)選擇適(shi)當的(de)試(shi)(shi)驗方法(fa)至關重要。按(an)照加(jia)載方式不同,應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗可分(fen)(fen)為恒變形法(fa)、恒載荷法(fa)和慢(man)應(ying)(ying)(ying)變速率(lv)拉伸(shen)法(fa),采用(yong)的(de)試(shi)(shi)樣(yang)一(yi)般(ban)分(fen)(fen)為三類:光滑試(shi)(shi)樣(yang)、帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)和預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)。光滑試(shi)(shi)樣(yang)主要用(yong)來研究應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕破裂的(de)敏感(gan)性(xing);帶缺口(kou)試(shi)(shi)樣(yang)是(shi)模擬(ni)金(jin)屬材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)宏觀(guan)裂紋(wen)以研究材(cai)料(liao)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)性(xing);預制(zhi)裂紋(wen)試(shi)(shi)樣(yang)是(shi)預先在試(shi)(shi)樣(yang)上(shang)加(jia)工出缺口(kou)并經疲勞(lao)處理產(chan)生裂紋(wen),常用(yong)來測量應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)強(qiang)度因(yin)子及裂紋(wen)擴展速率(lv)。常用(yong)的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗方法(fa)如下:
1. 恒(heng)變形(xing)法
恒變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)法(fa)(fa)(fa)(fa)是通過拉伸或(huo)(huo)彎曲使試(shi)樣變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)而產(chan)生拉應(ying)力(li)(li),利用具有足夠剛性(xing)的(de)框架維持這種變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)或(huo)(huo)者(zhe)直接(jie)采用加力(li)(li)框架,保證試(shi)樣變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)恒定(ding)的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)試(shi)驗(yan)方法(fa)(fa)(fa)(fa)。這種加載方式往往用于(yu)模擬工程構件中的(de)加工制(zhi)造應(ying)力(li)(li)狀態。恒變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)法(fa)(fa)(fa)(fa)又可(ke)分(fen)為彎梁法(fa)(fa)(fa)(fa)、C形(xing)環(huan)法(fa)(fa)(fa)(fa)、U形(xing)彎曲法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)音叉型法(fa)(fa)(fa)(fa)。
恒變形試(shi)(shi)驗法的(de)優點(dian)是(shi):裝置簡單、試(shi)(shi)樣緊湊、操作方便、可(ke)(ke)以定性地獲(huo)得材料(liao)應(ying)力(li)腐蝕敏感性。缺點(dian)是(shi):不能準確測定應(ying)力(li)值(zhi);試(shi)(shi)驗過程中,伴隨裂(lie)(lie)紋發展,往(wang)往(wang)會出現某種弛豫作用(yong),從而(er)導致試(shi)(shi)樣承(cheng)受(shou)的(de)應(ying)力(li)下降,使(shi)得裂(lie)(lie)紋的(de)發展減(jian)緩或(huo)停止,顯著影(ying)響試(shi)(shi)樣的(de)斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間,甚(shen)至可(ke)(ke)能觀察不到(dao)試(shi)(shi)樣斷(duan)裂(lie)(lie)。
2. 恒(heng)載荷法
恒載荷(he)(he)(he)法是(shi)利用砝碼(ma)、力(li)矩、彈簧等對試樣施加(jia)一定載荷(he)(he)(he)以實現應力(li)腐蝕試驗,這種(zhong)加(jia)載方(fang)式往往用于模擬工(gong)程構件可能受到的工(gong)作應力(li)或加(jia)工(gong)應力(li)。恒載荷(he)(he)(he)法雖然載荷(he)(he)(he)是(shi)恒定的,但試樣在暴露(lu)過程中由(you)于腐蝕和產生裂紋使(shi)其截面(mian)(mian)積(ji)不(bu)斷(duan)減小,從而使(shi)斷(duan)裂面(mian)(mian)上的有效應力(li)不(bu)斷(duan)增大。
目前,應力環測(ce)(ce)試系統(tong)是最常(chang)見的(de)(de)(de)恒載(zai)荷(he)試驗設備,操作簡單(dan),精度相對較高(gao)(gao)。美國CORTEST 公司生產的(de)(de)(de)應力環測(ce)(ce)試系統(tong)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)試單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)載(zai)荷(he)范圍最高(gao)(gao)可(ke)(ke)達1700MPa,這種(zhong)測(ce)(ce)試單(dan)元(yuan)可(ke)(ke)以與標(biao)(biao)準(zhun)耐熱玻(bo)璃容(rong)器、高(gao)(gao)溫容(rong)器或能(neng)承受13.6MPa、溫度200℃的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓容(rong)器配(pei)套使用。每一個單(dan)獨(du)標(biao)(biao)定的(de)(de)(de)CORTEST應力環都相應帶(dai)有一張轉換表,用于(yu)準(zhun)確確定試樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)載(zai)荷(he),如圖2-1所示。應力環為(wei)試樣(yang)(yang)提供持久不變(bian)的(de)(de)(de)單(dan)向拉伸載(zai)荷(he)。應力環的(de)(de)(de)撓(nao)度由千分表測(ce)(ce)定,并可(ke)(ke)與刻度盤上的(de)(de)(de)指示相核對。
3. 慢(man)應變速率(lv)拉伸法
慢(man)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率試(shi)(shi)驗(slow strain rate testing,SSRT),是在一定(ding)環境中(zhong)將(jiang)拉伸試(shi)(shi)件放人特制的慢(man)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)率試(shi)(shi)驗機(ji)中(zhong),以恒定(ding)不變(bian)的相當緩(huan)慢(man)的應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)速(su)度通過試(shi)(shi)驗機(ji)把載荷施加到試(shi)(shi)件,直至拉斷(duan)。由(you)于它具有可(ke)大大縮短應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗周(zhou)期,并且可(ke)以采用光(guang)滑小(xiao)試(shi)(shi)樣(yang)等一系列(lie)優點(dian),因(yin)而被廣泛應(ying)(ying)(ying)(ying)用于應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)研究,特別是用于研究各種環境因(yin)素(su)對應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)的影(ying)響。
慢應變速率試(shi)驗結(jie)果通常(chang)與在不(bu)發生應力(li)腐(fu)蝕的惰性(xing)介質(如(ru)油或空氣)中的試(shi)驗結(jie)果進行比較,以(yi)(yi)兩者在相(xiang)同溫(wen)度和應變速率下(xia)的試(shi)驗結(jie)果的相(xiang)對值(zhi)表征應力(li)腐(fu)蝕的敏感性(xing)。主要有(you)以(yi)(yi)下(xia)幾個評定指標:
a. 塑性損失
以延(yan)伸率(lv)δ和斷面收縮率(lv)Z作(zuo)為參數,計算(suan)得到(dao)應力(li)(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)指數F(δ)和F(Z),其值越(yue)大(da),表(biao)示應力(li)(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)越(yue)強。
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(he)
試樣在(zai)拉伸過(guo)程中載荷(he)(he)達到的最大值。對脆性(xing)材料,往(wang)往(wang)用這(zhe)個指標來(lai)衡(heng)量,特別是當(dang)應力還在(zai)彈(dan)性(xing)范圍內試樣就已滯后(hou)斷裂時(shi),用最大載荷(he)(he)作為(wei)判據就更合理。由最大載荷(he)(he)表征的應力腐蝕敏(min)感性(xing)指數為(wei):
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:
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(li)-應變曲(qu)線(xian)(xian)圖中,曲(qu)線(xian)(xian)與橫軸圍成的面(mian)積為試(shi)樣斷(duan)裂(lie)時(shi)的內(nei)積功(gong)。惰性(xing)介(jie)質(zhi)和(he)腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)試(shi)驗中內(nei)積功(gong)差別越大,應力(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)也越大。應力(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)指數F(A)定義為:
式中,A0、A分別為試樣在惰性介(jie)(jie)質和腐蝕介(jie)(jie)質中的(de)內(nei)積功。
e. 斷裂應力σe
在腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)中和惰性介質(zhi)中的斷裂應(ying)力(li)比值愈小,應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性就愈大。
f. 斷口形(xing)貌(mao)
對大多數壓力(li)容器(qi)鋼材,在(zai)惰(duo)性介(jie)質中斷裂后(hou)將(jiang)獲得韌(ren)窩性斷口(kou),而在(zai)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質中,拉斷后(hou)往(wang)往(wang)獲得脆性斷口(kou)。其中脆性斷口(kou)比例愈(yu)高(gao),則應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)愈(yu)敏感(gan)。如介(jie)質中拉斷后(hou)斷面存在(zai)二次裂紋,也可以用二次裂紋的長度和數量來衡(heng)量應(ying)(ying)力(li)腐(fu)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)、試驗結果
1. 腐蝕(shi)拉伸曲線(xian)
圖2-3(a)~(e)是試(shi)樣在不同(tong)溫度和操作壓力(li)的腐蝕(shi)拉伸曲線,為便于分析,將5條曲線繪制(zhi)在同(tong)一圖中,如(ru)圖2-3(f)所示。
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. 應力腐蝕敏感(gan)性分(fen)析
以(yi)塑性損失中的(de)斷面收(shou)縮率表示的(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性指(zhi)數F(Z)表示試(shi)樣在(zai)不(bu)同環境下(xia)的(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性,將每種環境下(xia)的(de)試(shi)驗結果求平(ping)均(jun)值,如表2-3所示,可(ke)知不(bu)同溫(wen)度條(tiao)件下(xia)介質(zhi)壓力(li)(li)對應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性的(de)影響。
圖2-4描述(shu)了不同(tong)環境(jing)中應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)指數的(de)變(bian)化情況,從(cong)圖中可以(yi)看出,溫度和壓(ya)力(li)(li)升高都能提高應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)。25℃時,應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)指數很小;150℃時,隨著介質壓(ya)力(li)(li)的(de)增(zeng)大應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)略有升高。260℃時,介質壓(ya)力(li)(li)的(de)變(bian)化對應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感性(xing)的(de)影(ying)響明顯增(zeng)大。
3. 腐(fu)蝕形貌(mao)與斷口分析(xi)
拉斷(duan)后的試(shi)(shi)(shi)樣如(ru)圖2-5所示。宏(hong)觀(guan)觀(guan)察發現:0~3號試(shi)(shi)(shi)樣拉斷(duan)后,試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)(mian)(mian)光澤,與(yu)實(shi)驗之(zhi)前的表面(mian)(mian)(mian)比較,基本相同,觀(guan)察不到被(bei)腐(fu)蝕(shi)的痕(hen)跡(ji),如(ru)圖2-5(a)~(d)所示;4號、5號試(shi)(shi)(shi)樣,試(shi)(shi)(shi)驗后表面(mian)(mian)(mian)呈棕色,氧化嚴重,5號試(shi)(shi)(shi)樣表面(mian)(mian)(mian)還附(fu)著(zhu)有(you)腐(fu)蝕(shi)產物(wu)。
采(cai)用掃描電(dian)鏡(jing)(SEM)對試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)口附(fu)近(jin)(jin)圓柱面腐蝕(shi)形貌(mao)進行觀察。1~3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面比較光滑(hua),保持(chi)原(yuan)有(you)的(de)金屬色(se),頸(jing)縮比較嚴重,如圖(tu)2-6(a)、(c)、(e)所(suo)示。4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面呈棕色(se),氧化嚴重,斷(duan)口頸(jing)縮很小,如圖(tu)2-6(g)、(i)所(suo)示。在1號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)口附(fu)近(jin)(jin)觀察到少量(liang)的(de)點(dian)蝕(shi)坑(keng)[圖(tu)2-6(b)],而2號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)側面的(de)點(dian)蝕(shi)坑(keng)數量(liang)明顯增加(jia)[圖(tu)2-6(d)]。3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)口附(fu)近(jin)(jin)存在大量(liang)的(de)小裂(lie)紋(wen),并且裂(lie)紋(wen)走向基本與(yu)拉(la)伸方向垂直[圖(tu)2-6(f)].4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)口附(fu)近(jin)(jin)表面因被氧化而存在大量(liang)的(de)凹(ao)坑(keng)和突起,與(yu)4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)比較,5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)裂(lie)紋(wen)尺寸明顯增加(jia)。與(yu)1號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和3號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)相比,4號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)在拉(la)伸過(guo)程中(zhong)表現出明顯的(de)脆性斷(duan)裂(lie)特(te)征,這說(shuo)明溫(wen)度對應力腐蝕(shi)有(you)重要的(de)影響。
25℃、1MPa環境下的(de)斷(duan)口(kou)形貌如(ru)圖2-7所(suo)示。1號試樣(yang)斷(duan)口(kou)為半杯狀形貌,分為剪切唇區、放(fang)射區和(he)纖(xian)維區,纖(xian)維區中韌(ren)窩(wo)較多且體積大(da),試樣(yang)以韌(ren)性斷(duan)裂為主,未發(fa)現二次裂紋(wen),說明在此環境中S32168不銹鋼的(de)應力腐蝕敏感(gan)性較低。
150℃、1.6MPa環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)的斷口形貌如圖2-8所示。試(shi)樣(yang)2斷口也包(bao)含三(san)個區,纖維區面積大,韌窩多,過渡區有少量臺階,該環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)仍以韌性(xing)斷裂(lie)(lie)為主,但(dan)出現應力腐(fu)(fu)蝕斷裂(lie)(lie)的特征,說(shuo)明(ming)在此環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)試(shi)樣(yang)的應力腐(fu)(fu)蝕敏感性(xing)升高。
150℃、11MPa環境(jing)下的(de)斷(duan)口形貌如圖(tu)2-9所(suo)示。與2號試(shi)樣(yang)比較,3號試(shi)樣(yang)斷(duan)口中剪切(qie)唇區的(de)面(mian)積減小,在(zai)靠近斷(duan)口邊(bian)緣部(bu)位出現準解理斷(duan)裂形貌,此時,應力腐蝕敏感性隨(sui)操作(zuo)壓力的(de)升(sheng)高(gao)略(lve)有升(sheng)高(gao)。
260℃、4.6MPa環(huan)境(jing)下的斷(duan)口(kou)形(xing)貌(mao)如(ru)圖2-10所示。4號試樣斷(duan)口(kou)較平整(zheng),剪切唇區面積很小,韌窩少且體積小,斷(duan)口(kou)外(wai)緣呈現出扇形(xing)形(xing)貌(mao),并存在一(yi)定量的腐蝕(shi)產物。整(zheng)個斷(duan)口(kou)表(biao)現出準(zhun)解理斷(duan)裂的特(te)點,應力腐蝕(shi)敏感(gan)性(xing)明顯增(zeng)強。
260℃、11MPa環境下(xia)的斷(duan)口形(xing)貌如(ru)圖(tu)2-11所示(shi)。與4號試樣(yang)比較,5號樣(yang)的斷(duan)口不平整,仍表現為(wei)脆性斷(duan)裂,斷(duan)口邊(bian)緣存在準解理斷(duan)裂區(qu),并且含有(you)量的二次裂紋,在此環境下(xia),S32168鋼應(ying)力(li)腐蝕敏感性更(geng)高。
根據上述拉(la)伸試(shi)驗數據、斷口和表面微觀(guan)形貌(mao)分析(xi),可以(yi)確定(ding)在1~11MPa壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)范圍和25~150℃溫度范圍內,介(jie)質壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)影響較小(xiao);在260℃時(shi),介(jie)質壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)影響較大。當(dang)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)性(xing)增(zeng)加(jia)時(shi),試(shi)樣(yang)表面的(de)點蝕(shi)(shi)數量增(zeng)多,裂紋萌生(sheng)于(yu)點蝕(shi)(shi)坑的(de)現(xian)象(xiang)越(yue)來越(yue)明(ming)顯。分析(xi)認為(wei),在相同的(de)應(ying)變(bian)速率下,當(dang)溫度和壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)升高時(shi),金(jin)屬溶解速率增(zeng)加(jia),促進(jin)了(le)裂紋的(de)萌生(sheng)和擴展。
四(si)、溫度(du)和(he)工作壓力對應力腐蝕開(kai)裂(lie)影(ying)響機(ji)理
通過上文對試(shi)樣微觀斷口(kou)的(de)分析(xi)得出,隨溫度(du)的(de)升高,S32168不銹鋼應力腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感性(xing)增加。已有(you)研究表明(ming),S32168不銹鋼在酸(suan)性(xing)氯離子(zi)溶(rong)液中(zhong)的(de)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂也是由(you)陽極(ji)溶(rong)解引起的(de),而(er)且應力腐(fu)(fu)蝕(shi)裂紋往往起源(yuan)于點蝕(shi)。不銹鋼材料在室溫下形成的(de)氧化膜很(hen)薄且具有(you)很(hen)強的(de)保(bao)護(hu)性(xing),但在溫度(du)升高時氧化膜保(bao)護(hu)性(xing)降(jiang)低。
工作(zuo)壓力(li)(li)在試樣(yang)表面產(chan)生的(de)是(shi)壓應力(li)(li),垂直作(zuo)用(yong)于拉伸方向。321不(bu)銹鋼(gang)在酸性氯(lv)離子(zi)溶液中(zhong)的(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開裂也是(shi)由電(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕引(yin)起的(de)。由于應力(li)(li)狀態對腐(fu)(fu)蝕電(dian)位的(de)影響(xiang)并(bing)不(bu)大,壓應力(li)(li)作(zuo)用(yong)下應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的(de)電(dian)化(hua)學條件仍然具備(bei),則壓應力(li)(li)同樣(yang)能引(yin)起滑移(yi)。金屬發生塑(su)性變形時陽極電(dian)流(liu)的(de)動(dong)力(li)(li)學方程如下:
由于(yu)工(gong)(gong)作壓力的(de)存在,使試樣表面(mian)位錯增(zeng)加,增(zeng)大(da)(da)(da)了(le)表面(mian)局部(bu)(bu)塑性變形(xing)和金屬中的(de)剩(sheng)余壓力,進(jin)而(er)引(yin)起局部(bu)(bu)陽極電(dian)流的(de)增(zeng)大(da)(da)(da)。陽極電(dian)流的(de)增(zeng)大(da)(da)(da),加快(kuai)了(le)局部(bu)(bu)腐蝕速(su)率,促進(jin)了(le)點(dian)蝕坑(keng)(keng)的(de)快(kuai)速(su)形(xing)成。同時,工(gong)(gong)作壓力增(zeng)大(da)(da)(da)時,增(zeng)加了(le)點(dian)蝕坑(keng)(keng)處的(de)應力集中,促使更多的(de)點(dian)蝕坑(keng)(keng)向裂紋發(fa)展(zhan),并使裂紋擴展(zhan)速(su)率加快(kuai)。根(gen)據裂紋擴展(zhan)速(su)率與溫度(du)的(de)倒數的(de)負數呈(cheng)自然指數關系可(ke)知,裂紋擴展(zhan)速(su)率隨(sui)著溫度(du)的(de)升高而(er)增(zeng)加。
五、總結(jie)
浙江至德鋼業(ye)有限公(gong)司通過(guo)慢應(ying)(ying)變(bian)(bian)速率試驗方(fang)法研究了氯離子環境下(xia)溫(wen)度和(he)(he)操作(zuo)壓(ya)力對應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。分別分析了不同試驗參數下(xia)拉伸曲(qu)線的(de)(de)變(bian)(bian)化、腐(fu)蝕(shi)試樣(yang)的(de)(de)宏觀形貌和(he)(he)微觀形貌,結果表明(ming),隨著操作(zuo)壓(ya)力和(he)(he)溫(wen)度的(de)(de)升高,應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性增強;溫(wen)度對應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)更(geng)大。