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敏化型304不锈钢在三点弯曲载荷作用下应力腐蚀特性的研究

张钦华  
【摘要】:应力腐蚀是304不锈钢最常见的腐蚀失效形式之一,它是应力和腐蚀介质共同作用下的延迟破裂,具有脆性断裂的特征,往往对设备和人员造成很大危害。本文通过对敏化304不锈钢的显微组织观察、在H+和C1-均为0.05mol/L的腐蚀液中进行三点弯试验、慢应变速率(SSRT)试验及后期应用能谱扫描(EDS)和电镜扫描(SEM)等测试技术,对奥氏体不锈钢的应力腐蚀机理进行了较全面的研究。提出用非标准小试样三点弯试验来评价材料的应力腐蚀行为,为服役设备不影响正常工作下的半无损检验提供了科学依据。 本文的主要工作和取得的主要研究进展如下: (1)对304不锈钢在650。C进行不同程度的敏化后,在酸性氯离子溶液中进行电化学试验,从极化曲线和腐蚀电位、腐蚀电流密度曲线可看出:随着敏化从0h增大到100h,材料腐蚀电位逐渐下降,腐蚀电流密度逐渐增大;但是当敏化时间增大到200h时,腐蚀电位有所提高,腐蚀电流密度下降;说明随着敏化时间的增大,材料的抗腐蚀性能下降,但是当敏化时间增大到一定范围后,材料的抗腐蚀性能又有所回升。 (2)从SSRT力学分析得知,随着敏化时间的延长,材料的延伸率逐渐下降,材料的断面收缩损失率逐渐增大,说明随着敏化时间的延长,材料的应力腐蚀敏感性逐渐增大。在试验中,还可观察到不同敏化机制作用下的试样都产生了点蚀坑,点蚀坑的形成使试样产生局部应力集中,最后在拉应力作用下发生断裂。 (3)文中应用新型非标准小试样进行三点弯曲试验。在未加载荷和试样下表面最大应力为85MPa时,随着敏化时间从0至100h的延长,腐蚀速率逐渐增大,但当敏化时间达到200h时腐蚀速率出现下降趋势;当试样下表面最大应力为170MPa时,腐蚀后铬含量的损失量随敏化时间的延长而增大,并且在试样中点下表面出现峰值现象即应力与铬的损失量成正趋势,并且试样加载点的挠度变化都有一段平稳的过渡期,经过过渡期后有挠度急剧增大,这一急剧增大的转变时间随着敏化时间的延长而增大。


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