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304L不锈钢在氯离子溶液中的应力腐蚀特性研究(三)
返回列表 来源: 发布日期: 2020.09.15

无锡中兴溢德带大家回忆下上篇文章的内容:304L不锈钢在氯离子溶液中的应力腐蚀特性研究(二)(戳进去温习)

下面无锡中兴溢德带大家来看看304L不锈钢在氯离子溶液中的断口形貌及结论。

2.3断口形貌

如图4所示,观察试样断口侧面形貌。

在常温常压N2环境下,试样断口侧面未出现明显的点蚀坑和裂纹,表面仍为鲜亮的金属色,试样有明显的颈缩,几乎未出现应力腐蚀的迹象。

6.4MPa120+NACE.A 环境下,试样断口侧面出现了较多的点蚀坑和少量细微裂纹,点蚀坑处于裂纹的中央,并沿着垂直于应力施加的方向延伸,这正说明了点蚀坑是裂纹的起源。

当温度为180℃时,断口侧面的裂纹变宽且增多,仍有较明显的颈缩,断面收缩率的变化反映了应力腐蚀开裂引起的脆性断裂的趋势,所以,在此环境下,304L不锈钢受到一定的应力腐蚀作用,但其断裂是由机械和应力腐蚀共同作用产生的。

当温度继续升高至260℃时,试样断口侧面的裂纹宽且深,颈缩现象不明显,呈现出明显的应力腐蚀迹象,说明此环境下试样的断裂是以应力腐蚀作用为主。

当压力为10MPa时,随着温度的升高,试样断口侧面形貌呈现出与6.4MPa压力下相似的规律。但是,在 NACE.A溶液中,同一温度下,当压力变化时,试样断口侧面形貌变化不明显。

4 在不同环境下试样断口侧面形貌


304L不锈钢在N2NACE.A溶液中不同温度、压力环境下进行慢应变速率拉伸实验的微观断口形貌如图5所示。

在常温常压+N2环境下(图5a),断口呈现出明显的韧窝形貌,且存在滑移现象,属于典型的韧性断裂。

处于NACE.A溶液中的试样(图b~g)断口没有明显的韧窝区,当温度为 120℃时,如图5b、图5e所示,靠近断面边缘处,存在一定量的腐蚀产物(图中白色箭头处),符合脆断特征;靠近断面中央处,逐渐有韧窝出现,可见,在此温度下,试样先是在腐蚀作用和外力的共同作用下,发生应力腐蚀,产生裂纹,随着裂纹的深入,外界氯离子难以进入,介质对金属的腐蚀作用逐渐减弱,但由于试样横截面积减小,在外力的作用下,剩余部分发生韧性断裂。

如图5cdf g所示,当温度为180℃时,试样断口形貌开始呈现出河流状,靠近断面中央,韧窝减少、变小;当温度达到260℃时,试样断口形貌呈现出明显的河流状,脆性断裂特征明显,断面韧窝进一步减少、变小。这是由于随着温度升高,离子活性增强,介质对不锈钢金属的腐蚀作用加快,裂纹尖端的钝化膜迅速被溶解,应力腐蚀对试样的断裂起主导作用。

5 在不同环境下的断口形貌


1)在NACE.A溶液中,随着温度升高,304L奥氏体不锈钢的力学性能逐渐降低,当温度为 260℃时,其力学性能最差。

2304L奥氏体不锈钢在NACE.A溶液中,较易发生应力腐蚀开裂,且应力腐蚀敏感性随温度的升高而增大,但压力的变化对其应力腐蚀敏感性的影响不明显。

3)在实验工况的温度和压力的交互作用下,304L不锈钢的应力腐蚀断裂呈现韧性断裂。

以上资料均来源《304L不锈钢在氯离子溶液中的应力腐蚀特性研究》,无锡中兴溢德整理。

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