影響香蕉視頻app破解碼:不銹鋼材(cai)(cai)料應力腐蝕的(de)因素眾(zhong)多(duo),在過去幾(ji)十年里,研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員采(cai)用不同的(de)試驗方(fang)法對力學(xue)因素、環境因素、材(cai)(cai)料因素等已(yi)經做了大量(liang)的(de)研(yan)(yan)究(jiu),并取得了非常(chang)有價(jia)值(zhi)的(de)成果。為了研(yan)(yan)究(jiu)各(ge)影(ying)(ying)響(xiang)因素的(de)影(ying)(ying)響(xiang)程度,人(ren)們(men)采(cai)用灰色關(guan)聯理論、耶茨算法以(yi)及正交(jiao)試驗設計(ji)等方(fang)法對各(ge)因素的(de)顯著性(xing)進行分(fen)析。但(dan)是,現實中多(duo)起因香蕉視頻app破解碼:奧氏體不銹鋼應力腐蝕引起的事故顯示(shi),環境壓(ya)力對奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼香蕉視頻app破解碼:應力腐蝕產生較大影響,而前人的研(yan)究很少(shao)涉及,故筆者針對(dui)(dui)上述因素對(dui)(dui)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼應力腐(fu)(fu)蝕的影響展開(kai)研(yan)究,探尋上述因素對(dui)(dui)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼應力腐(fu)(fu)蝕的影響規律,為防(fang)止類似事故的發生提供試驗和理論(lun)基礎。
一、應力(li)腐(fu)蝕試驗方法(fa)
研(yan)究應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)有多種,根據所(suo)研(yan)究材料、環境、應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)狀態及(ji)(ji)研(yan)究目的(de)(de)選擇適當(dang)的(de)(de)試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)至(zhi)關重要。按照加載(zai)方(fang)式不同,應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗可分為恒(heng)(heng)變(bian)形法(fa)(fa)、恒(heng)(heng)載(zai)荷法(fa)(fa)和(he)(he)慢應(ying)(ying)(ying)變(bian)速率拉伸法(fa)(fa),采用的(de)(de)試(shi)(shi)樣一(yi)般分為三類(lei):光(guang)滑試(shi)(shi)樣、帶缺(que)(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)樣和(he)(he)預制(zhi)裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣。光(guang)滑試(shi)(shi)樣主要用來研(yan)究應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)破裂(lie)的(de)(de)敏(min)感性(xing);帶缺(que)(que)口(kou)(kou)試(shi)(shi)樣是模擬金屬(shu)材料中的(de)(de)宏觀裂(lie)紋(wen)以研(yan)究材料的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing);預制(zhi)裂(lie)紋(wen)試(shi)(shi)樣是預先(xian)在(zai)試(shi)(shi)樣上加工(gong)出缺(que)(que)口(kou)(kou)并經疲(pi)勞處理產生裂(lie)紋(wen),常用來測量(liang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)強度因(yin)子及(ji)(ji)裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)速率。常用的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗方(fang)法(fa)(fa)如下:
1. 恒變(bian)形法
恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)法(fa)是通過拉伸(shen)或彎曲使試(shi)樣變(bian)形(xing)(xing)(xing)而產生拉應(ying)力,利(li)用(yong)具有足(zu)夠(gou)剛性的(de)框架維持這(zhe)種變(bian)形(xing)(xing)(xing)或者直接采用(yong)加力框架,保(bao)證試(shi)樣變(bian)形(xing)(xing)(xing)恒定的(de)應(ying)力腐蝕試(shi)驗方法(fa)。這(zhe)種加載方式往(wang)往(wang)用(yong)于(yu)模擬工程構件中的(de)加工制(zhi)造應(ying)力狀態。恒變(bian)形(xing)(xing)(xing)法(fa)又可分為彎梁法(fa)、C形(xing)(xing)(xing)環法(fa)、U形(xing)(xing)(xing)彎曲法(fa)和音(yin)叉型法(fa)。
恒(heng)變形試(shi)(shi)驗法的(de)優點是(shi):裝置簡單、試(shi)(shi)樣(yang)緊湊、操作(zuo)方便、可(ke)以定性地獲得材料應力(li)腐蝕(shi)敏感性。缺點是(shi):不能準確測定應力(li)值;試(shi)(shi)驗過程中,伴(ban)隨裂(lie)紋(wen)發展,往往會出現(xian)某(mou)種弛豫(yu)作(zuo)用,從而導(dao)致試(shi)(shi)樣(yang)承(cheng)受的(de)應力(li)下降(jiang),使得裂(lie)紋(wen)的(de)發展減緩或停(ting)止(zhi),顯著影響試(shi)(shi)樣(yang)的(de)斷裂(lie)時間,甚至可(ke)能觀察(cha)不到試(shi)(shi)樣(yang)斷裂(lie)。
2. 恒載(zai)荷(he)法
恒載荷(he)法是利(li)用砝碼、力(li)矩、彈簧等對試樣(yang)施(shi)加一定載荷(he)以實現應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)試驗,這種加載方(fang)式(shi)往往用于(yu)模擬工程(cheng)(cheng)構件(jian)可(ke)能受到的工作(zuo)應(ying)(ying)力(li)或加工應(ying)(ying)力(li)。恒載荷(he)法雖然(ran)載荷(he)是恒定的,但試樣(yang)在暴露過程(cheng)(cheng)中由(you)于(yu)腐蝕(shi)和產生裂紋使其截面積不斷減小(xiao),從而使斷裂面上的有效應(ying)(ying)力(li)不斷增大。
目前,應(ying)(ying)力環(huan)(huan)(huan)測(ce)(ce)試(shi)(shi)系統是最(zui)常見的(de)(de)恒載(zai)(zai)荷試(shi)(shi)驗設備,操作簡單(dan)(dan),精度(du)相對較(jiao)高(gao)(gao)。美(mei)國CORTEST 公司(si)生產的(de)(de)應(ying)(ying)力環(huan)(huan)(huan)測(ce)(ce)試(shi)(shi)系統的(de)(de)測(ce)(ce)試(shi)(shi)單(dan)(dan)元的(de)(de)載(zai)(zai)荷范圍(wei)最(zui)高(gao)(gao)可(ke)(ke)達1700MPa,這種測(ce)(ce)試(shi)(shi)單(dan)(dan)元可(ke)(ke)以與標準(zhun)耐(nai)熱玻(bo)璃容器(qi)、高(gao)(gao)溫容器(qi)或能承(cheng)受13.6MPa、溫度(du)200℃的(de)(de)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓容器(qi)配套(tao)使(shi)用。每一個單(dan)(dan)獨標定(ding)的(de)(de)CORTEST應(ying)(ying)力環(huan)(huan)(huan)都相應(ying)(ying)帶有一張轉(zhuan)換表,用于準(zhun)確(que)確(que)定(ding)試(shi)(shi)樣的(de)(de)載(zai)(zai)荷,如(ru)圖2-1所示(shi)。應(ying)(ying)力環(huan)(huan)(huan)為試(shi)(shi)樣提供(gong)持久不變(bian)的(de)(de)單(dan)(dan)向拉伸(shen)載(zai)(zai)荷。應(ying)(ying)力環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)撓度(du)由千分表測(ce)(ce)定(ding),并可(ke)(ke)與刻(ke)度(du)盤上的(de)(de)指示(shi)相核對。
3. 慢應變(bian)速率拉(la)伸法(fa)
慢應(ying)變速率試(shi)(shi)驗(slow strain rate testing,SSRT),是在一(yi)定環境(jing)中(zhong)將拉伸試(shi)(shi)件(jian)放人特制的(de)(de)慢應(ying)變速率試(shi)(shi)驗機中(zhong),以(yi)恒定不變的(de)(de)相當緩(huan)慢的(de)(de)應(ying)變速度通過試(shi)(shi)驗機把載荷施加到試(shi)(shi)件(jian),直至(zhi)拉斷。由于它(ta)具有可大大縮短應(ying)力(li)(li)腐蝕試(shi)(shi)驗周期(qi),并且可以(yi)采(cai)用光滑小(xiao)試(shi)(shi)樣等一(yi)系列優點,因而被廣(guang)泛應(ying)用于應(ying)力(li)(li)腐蝕研(yan)究,特別是用于研(yan)究各種環境(jing)因素(su)對應(ying)力(li)(li)腐蝕的(de)(de)影響。
慢(man)應變速(su)(su)率(lv)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)通常與(yu)在不發生應力腐(fu)蝕(shi)的(de)惰(duo)性介質(zhi)(如油或空氣)中(zhong)的(de)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)進行比(bi)較,以(yi)兩者(zhe)在相同溫度和應變速(su)(su)率(lv)下(xia)的(de)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)相對值表(biao)征應力腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感(gan)性。主(zhu)要(yao)有以(yi)下(xia)幾(ji)個評定指標:
a. 塑(su)性(xing)損失(shi)
以延(yan)伸率δ和斷面收(shou)縮率Z作為參(can)數,計算(suan)得到(dao)應力腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性指數F(δ)和F(Z),其值越(yue)大,表示應力腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性越(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(zui)大載荷
試樣(yang)在拉伸(shen)過程中載荷(he)(he)達到(dao)的最(zui)大(da)值。對(dui)脆性材(cai)料,往往用(yong)這(zhe)個(ge)指標來(lai)衡(heng)量(liang),特別是(shi)當應力(li)還在彈性范圍內試樣(yang)就(jiu)已(yi)滯后斷裂(lie)時,用(yong)最(zui)大(da)載荷(he)(he)作為判據就(jiu)更(geng)合(he)理(li)。由最(zui)大(da)載荷(he)(he)表(biao)征(zheng)的應力(li)腐蝕敏感性指數為:
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(shi)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
應(ying)力-應(ying)變曲線圖中,曲線與橫軸圍成(cheng)的(de)面積(ji)為試樣斷(duan)裂時的(de)內積(ji)功。惰性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(zhi)和(he)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)試驗(yan)中內積(ji)功差別越大,應(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)(xing)也越大。應(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)(xing)指(zhi)數F(A)定義為:
式(shi)中(zhong),A0、A分別為試(shi)樣(yang)在(zai)惰性介(jie)質(zhi)和腐蝕介(jie)質(zhi)中的(de)內積功。
e. 斷(duan)裂應(ying)力σe
在腐蝕介質中和惰(duo)性介質中的斷裂應力(li)比值愈小,應力(li)腐蝕敏(min)感性就愈大(da)。
f. 斷口形貌
對大多數(shu)壓力(li)(li)(li)容器(qi)鋼(gang)材,在惰(duo)性(xing)(xing)介(jie)質中(zhong)斷(duan)(duan)裂后將獲(huo)得韌窩性(xing)(xing)斷(duan)(duan)口,而(er)在腐蝕介(jie)質中(zhong),拉(la)(la)斷(duan)(duan)后往往獲(huo)得脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)口。其中(zhong)脆性(xing)(xing)斷(duan)(duan)口比例(li)愈高,則應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕愈敏感(gan)(gan)。如介(jie)質中(zhong)拉(la)(la)斷(duan)(duan)后斷(duan)(duan)面存在二次裂紋,也可(ke)以用二次裂紋的長(chang)度和數(shu)量來衡(heng)量應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕的敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)。
二、試驗(yan)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、試驗結果
1. 腐(fu)蝕拉伸曲(qu)線
圖(tu)2-3(a)~(e)是試樣在不同(tong)溫(wen)度和操作壓力的腐蝕(shi)拉伸曲(qu)線,為便于分析,將(jiang)5條曲(qu)線繪制在同(tong)一圖(tu)中,如圖(tu)2-3(f)所(suo)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(li)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)分析
以塑性(xing)損失中的(de)斷面收縮率表示的(de)應(ying)力腐蝕敏(min)感性(xing)指數F(Z)表示試樣在不同(tong)(tong)環境下的(de)應(ying)力腐蝕敏(min)感性(xing),將每種環境下的(de)試驗(yan)結果求(qiu)平均(jun)值,如(ru)表2-3所(suo)示,可(ke)知(zhi)不同(tong)(tong)溫度(du)條件下介質(zhi)壓力對應(ying)力腐蝕敏(min)感性(xing)的(de)影響。
圖2-4描(miao)述(shu)了不同環境(jing)中應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性指數的變化(hua)情況,從圖中可(ke)以看出,溫度和壓(ya)力(li)(li)升高都能提高應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性。25℃時(shi),應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性指數很小;150℃時(shi),隨(sui)著介(jie)質壓(ya)力(li)(li)的增(zeng)大(da)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性略有升高。260℃時(shi),介(jie)質壓(ya)力(li)(li)的變化(hua)對應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)(gan)性的影響明顯增(zeng)大(da)。
3. 腐蝕(shi)形貌與斷口分析(xi)
拉(la)斷后的(de)試(shi)樣如(ru)圖2-5所示(shi)。宏(hong)觀(guan)觀(guan)察(cha)發現:0~3號試(shi)樣拉(la)斷后,試(shi)樣表面(mian)光澤(ze),與實驗(yan)(yan)之(zhi)前的(de)表面(mian)比較,基本相同,觀(guan)察(cha)不到被腐蝕的(de)痕跡,如(ru)圖2-5(a)~(d)所示(shi);4號、5號試(shi)樣,試(shi)驗(yan)(yan)后表面(mian)呈棕色,氧化嚴重,5號試(shi)樣表面(mian)還附著(zhu)有腐蝕產物。
采用(yong)掃描電鏡(SEM)對試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附近(jin)圓柱面腐蝕形貌進行觀(guan)察。1~3號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表面比(bi)較光滑,保持原有的(de)(de)金屬色,頸縮比(bi)較嚴重(zhong),如(ru)圖2-6(a)、(c)、(e)所示。4號(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表面呈棕色,氧(yang)(yang)化(hua)嚴重(zhong),斷(duan)(duan)口(kou)(kou)頸縮很小,如(ru)圖2-6(g)、(i)所示。在(zai)1號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附近(jin)觀(guan)察到少量的(de)(de)點(dian)(dian)蝕坑[圖2-6(b)],而2號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)側面的(de)(de)點(dian)(dian)蝕坑數(shu)量明顯(xian)增(zeng)加[圖2-6(d)]。3號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附近(jin)存(cun)在(zai)大量的(de)(de)小裂(lie)(lie)紋(wen),并(bing)且(qie)裂(lie)(lie)紋(wen)走向基本與(yu)拉伸方向垂直[圖2-6(f)].4號(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)斷(duan)(duan)口(kou)(kou)附近(jin)表面因被氧(yang)(yang)化(hua)而存(cun)在(zai)大量的(de)(de)凹(ao)坑和突起,與(yu)4號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)比(bi)較,5號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)(de)裂(lie)(lie)紋(wen)尺寸明顯(xian)增(zeng)加。與(yu)1號(hao)(hao)(hao)(hao)、2號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)和3號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)相比(bi),4號(hao)(hao)(hao)(hao)、5號(hao)(hao)(hao)(hao)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)拉伸過程中表現出(chu)明顯(xian)的(de)(de)脆(cui)性斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)特征,這說明溫度(du)對應(ying)力腐蝕有重(zhong)要的(de)(de)影響。
25℃、1MPa環(huan)境下的斷口形貌如圖2-7所示。1號試樣(yang)斷口為半杯狀形貌,分為剪切(qie)唇區(qu)、放射區(qu)和纖維區(qu),纖維區(qu)中(zhong)(zhong)韌窩(wo)較多且體積大,試樣(yang)以(yi)韌性斷裂(lie)為主,未發現(xian)二次裂(lie)紋,說明(ming)在此環(huan)境中(zhong)(zhong)S32168不(bu)銹鋼的應力腐蝕敏感(gan)性較低。
150℃、1.6MPa環(huan)境下(xia)(xia)的斷(duan)(duan)(duan)口(kou)形貌如圖2-8所示。試樣2斷(duan)(duan)(duan)口(kou)也包含(han)三個區(qu)(qu),纖維區(qu)(qu)面(mian)積大,韌(ren)窩多(duo),過渡(du)區(qu)(qu)有少量臺階,該環(huan)境下(xia)(xia)仍(reng)以韌(ren)性(xing)斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)為(wei)主,但出現(xian)應力(li)腐(fu)蝕斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)的特征,說明在(zai)此(ci)環(huan)境下(xia)(xia)試樣的應力(li)腐(fu)蝕敏感性(xing)升高。
150℃、11MPa環(huan)境下(xia)的斷口(kou)形貌如圖2-9所示。與2號試樣(yang)比較,3號試樣(yang)斷口(kou)中剪(jian)切唇區的面(mian)積減(jian)小,在(zai)靠近斷口(kou)邊緣(yuan)部位(wei)出現準解理斷裂形貌,此(ci)時(shi),應力(li)腐蝕敏感性隨操作壓力(li)的升高略有(you)升高。
260℃、4.6MPa環(huan)境下(xia)的斷(duan)口形(xing)貌(mao)如圖(tu)2-10所(suo)示。4號試樣斷(duan)口較平(ping)整,剪切唇區面積很小(xiao),韌窩少且體積小(xiao),斷(duan)口外緣呈現出扇形(xing)形(xing)貌(mao),并存在一(yi)定量的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物。整個斷(duan)口表現出準解理斷(duan)裂的特點,應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性(xing)明(ming)顯增強。
260℃、11MPa環(huan)境(jing)下的斷(duan)口形貌如圖2-11所(suo)示。與4號試(shi)樣(yang)比(bi)較,5號樣(yang)的斷(duan)口不平整(zheng),仍(reng)表現為(wei)脆性(xing)斷(duan)裂(lie),斷(duan)口邊(bian)緣存(cun)在準解理斷(duan)裂(lie)區,并且含有量(liang)的二次裂(lie)紋(wen),在此環(huan)境(jing)下,S32168鋼應(ying)力腐蝕敏感性(xing)更高。
根據上述拉伸試(shi)驗數據、斷口和(he)表面微觀形(xing)貌分析(xi),可(ke)以確(que)定在(zai)1~11MPa壓力(li)(li)(li)范圍和(he)25~150℃溫度范圍內,介質壓力(li)(li)(li)對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)影(ying)響(xiang)較(jiao)小;在(zai)260℃時(shi),介質壓力(li)(li)(li)對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)。當應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)加時(shi),試(shi)樣(yang)表面的(de)點蝕(shi)數量增(zeng)(zeng)(zeng)多,裂紋萌(meng)生(sheng)于點蝕(shi)坑的(de)現象越來越明顯(xian)。分析(xi)認為(wei),在(zai)相同的(de)應(ying)變(bian)速(su)(su)率(lv)(lv)下,當溫度和(he)壓力(li)(li)(li)升高時(shi),金屬溶解速(su)(su)率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)加,促(cu)進(jin)了(le)裂紋的(de)萌(meng)生(sheng)和(he)擴展(zhan)。
四(si)、溫度和(he)工作(zuo)壓力對(dui)應力腐蝕開裂影響(xiang)機理
通過上文對試(shi)樣(yang)微觀(guan)斷口的(de)(de)分(fen)析得出,隨溫(wen)度的(de)(de)升(sheng)(sheng)高,S32168不銹鋼(gang)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性(xing)增加。已有研究表明(ming),S32168不銹鋼(gang)在酸性(xing)氯離子(zi)溶(rong)液中的(de)(de)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂也是由陽極溶(rong)解引起的(de)(de),而且應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)裂紋往往起源于(yu)點(dian)蝕(shi)(shi)。不銹鋼(gang)材料在室溫(wen)下形(xing)成(cheng)的(de)(de)氧(yang)化膜很薄(bo)且具有很強的(de)(de)保護性(xing),但在溫(wen)度升(sheng)(sheng)高時氧(yang)化膜保護性(xing)降(jiang)低(di)。
工作(zuo)壓力(li)在試樣表(biao)面產生(sheng)的(de)是(shi)壓應力(li),垂直作(zuo)用(yong)于(yu)(yu)拉伸方(fang)向。321不銹鋼在酸(suan)性氯離子溶液中的(de)應力(li)腐蝕開裂也是(shi)由電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕引(yin)起(qi)的(de)。由于(yu)(yu)應力(li)狀態(tai)對(dui)腐蝕電(dian)位的(de)影響并不大,壓應力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)應力(li)腐蝕的(de)電(dian)化(hua)(hua)學條件仍然具備,則壓應力(li)同樣能(neng)引(yin)起(qi)滑移(yi)。金屬發生(sheng)塑性變(bian)形時陽極電(dian)流的(de)動力(li)學方(fang)程如下(xia):
由(you)于工作壓力的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),使(shi)試樣表面(mian)位錯增加,增大(da)(da)了(le)表面(mian)局(ju)(ju)部(bu)(bu)塑性(xing)變(bian)形(xing)和金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)剩余壓力,進(jin)(jin)而引起局(ju)(ju)部(bu)(bu)陽(yang)極電流(liu)的(de)(de)(de)(de)增大(da)(da)。陽(yang)極電流(liu)的(de)(de)(de)(de)增大(da)(da),加快了(le)局(ju)(ju)部(bu)(bu)腐蝕(shi)速(su)(su)率(lv),促進(jin)(jin)了(le)點(dian)蝕(shi)坑(keng)的(de)(de)(de)(de)快速(su)(su)形(xing)成。同(tong)時,工作壓力增大(da)(da)時,增加了(le)點(dian)蝕(shi)坑(keng)處的(de)(de)(de)(de)應力集(ji)中(zhong),促使(shi)更多的(de)(de)(de)(de)點(dian)蝕(shi)坑(keng)向裂(lie)紋發展,并使(shi)裂(lie)紋擴展速(su)(su)率(lv)加快。根據裂(lie)紋擴展速(su)(su)率(lv)與溫度(du)的(de)(de)(de)(de)倒(dao)數(shu)的(de)(de)(de)(de)負數(shu)呈(cheng)自然(ran)指數(shu)關系可知,裂(lie)紋擴展速(su)(su)率(lv)隨著溫度(du)的(de)(de)(de)(de)升高而增加。
五、總結
浙江至德鋼業有限公司通過(guo)慢應變(bian)速率(lv)試(shi)(shi)驗方法研究(jiu)了(le)氯離子環境(jing)下溫(wen)度和操作壓力(li)對(dui)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)影(ying)響。分別分析(xi)了(le)不同試(shi)(shi)驗參(can)數(shu)下拉(la)伸曲線的(de)(de)變(bian)化、腐(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)樣的(de)(de)宏觀形(xing)貌和微觀形(xing)貌,結果表明,隨著操作壓力(li)和溫(wen)度的(de)(de)升高,應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)增強(qiang);溫(wen)度對(dui)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感(gan)性(xing)的(de)(de)影(ying)響更大(da)。