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1、?316L? ?,?,? (华东理工大学机械工程学院,上海200237) ?:用恒变形U形弯曲试样应力腐蚀试验研究了长期服役在650720 下的316L奥氏体不锈钢室温下在 0. 38mol/ L连多硫酸溶液及0. 38mol/ L连多硫酸+ 0. 5mg/ L NaCl溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为。采用金相 显微镜(OM)、 扫描电子显微镜(SEM)对裂纹形态、 断口形貌进行观察和分析。结果表明,该钢在0. 38mol/ L连多 硫酸溶液中没有发生应力腐蚀破裂现象,而在0. 38mol/ L连多硫酸+ 0. 5mg/ L NaCl溶液中发生了应力腐蚀破裂, 裂纹扩展为混合型,氯离子对钢
2、表面钝化膜的破坏是诱发应力腐蚀破裂的主要原因之一。 ?:应力腐蚀破裂;奥氏体不锈钢;连多硫酸 ?: TG172. 9 ?: A ?: 10052748X(2005)0420147203 EFFECT OF CHLORIDE ION ON STRESS CORROSION CRACKING OF TYPE 316 AUSTENITIC STAINL ESS STEEL IN POL YTHIONIC ACID SOLU TION HUANG Zhi2rong, MA Liu2bao, WANG Bao2gong (School of Mechanical Engineering , East C
3、hina University of Science and Technology , Shanghai 200237 , China) Abstract :Stress corrosion cracking (SCC) behaviors of 316L austenitic stainless steel which had served at 650 720for long time were studied by using U - bend samples in 0. 38mol/L polythionic acid and 0. 38mol/ L polythionic + 0.
4、5mg/L sodium chloride solution at ambient temperature , respectively.Cracks and fracture morphology were observed and analyzed using optical microscope (OM) and scanning electron microscope (SEM) . The results showed that the 316L steel did not exhibit SCC in 0. 38mol/ l polythionic acid but showed
5、cracking in 0138mol/ L polythionic + 0. 5mg/ L sodium chloride solution. The crack propagation pathes were both transgranular and intergranular. The destruction of passivation film formed on the surface due to chloride ions should be one of the main causes of stress corrosion crack initiation. Key w
6、ords :Stress corrosion cracking; Austenitic stainless steel ; Polythionic acid 众所周知,奥氏体不锈钢具有优异的成型性、 良 好的可焊性及高温特性、 较高的疲劳强度和耐腐蚀 性能而广泛应用于制造波纹管膨胀节中的波纹元 件。长期使用实践表明,这种选择是适用的,绝大部 分用奥氏体不锈钢制造的波纹管膨胀节都能安全可 靠地运行。然而,在特殊的环境条件下,如在含有如 H2S ,Cl - ,SO2,O2,CO ,CO2,NOx,水蒸气等腐蚀性 介质中使用时,奥氏体不锈钢往往会发生点腐蚀和 应力腐蚀破裂(SCC)现象,由于波纹管系
7、薄壁管材 制成,因此无论以何种形式出现破坏,都会导致严重 的后果,给生产和人身安全带来危害。 奥氏体不锈钢的应力腐蚀破裂得到了广泛的研 究16,但对于316L奥氏体不锈钢长期服役在敏化 ?:2004207229 ;?:2004210213 温度范围出现的应力腐蚀破裂现象研究报道较少。 本工作采用恒变形U形试样对已在650720(敏 化温度)下服役了48000h的316L奥氏体不锈钢在 0138mol/ L连多硫酸溶液和0. 38mol/ L连多硫酸 + 0. 5mg/ L氯化钠溶液中的应力腐蚀破裂倾向进 行研究,研究了氯离子对长期服役在650720 下 的316L奥氏体不锈钢应力腐蚀敏感性的影
8、响,并 对破裂机制作了初步探讨。对此问题的研究,将有 助于加深对316L奥氏体不锈钢在连多硫酸和有氯 离子存在的环境中应力腐蚀破裂行为的理解,并有 助于石油化工设备的实践应用。 1? 试验所用的合金为316L奥氏体不锈钢,其化 学成分见表1。 试样取于650720下已服役了 741 第26卷 第4期 2005年4月 腐蚀与防护 CORROSION 同时又加速应力腐蚀破裂过程。 ?: 1 Rokuro Nishimura , Achmad Sulaiman , Yasuaki Mae2 da. Stress corrosion cracking susceptibility of sensi2
9、tized type 316 stainless steel in sulphuric acid solution J . Corrosion Science ,2003 ,45 :465484. 2 Rokuro Nishimura , Iing Musalam , Yasuaki Maeda. The effect of sensitizing temperature on stress corro2 sion cracking of type 316 austenitic stainless steel in hydrochloric acidsolution J .CorrosionS
10、cience , 2002 ,44 :13431360. 3 陈 浩,王燕斌,褚武扬,等.氢致马氏体对304不锈钢 在MgCl2中应力腐蚀的影响J .金属学报,2002 ,38 (10) :10791081. 4 Marc Vankeerberghen , Digby D Macdonald.Predic2 ting crack growth rate vs.temperature behavior of type 304 stainless steel in dilute sulphuric acid solu2 tionsJ . Corrosion Science ,2002 ,44 :1
11、4251441. 5 李金许,高克玮,宿彦京,等.钝化膜应力导致不锈钢 应力腐蚀的研究J .中国科学: E辑,2003 ,33 (9) : 796803. 6 许淳淳,张新生,胡 钢.拉伸变形对304不锈钢应力腐 蚀的影响J .材料研究学报,2003 ,7(3) :310314. 7 李美栓.金属的高温腐蚀M.北京:冶金工业出版 社,2001. 46. ? 邮局已开始办理2005年下半年度报刊收订,请本刊的新老读者尽快到就近邮局办理订阅手续,本 刊邮局订阅代号为42593 ,订价为每册6. 00元。上半年漏订者请速与本刊发行处联系,电话: (021) 65556775311。 941 黄志荣等:氯离子对316L不锈钢在连多硫酸中应力腐蚀的影响