不同固溶處理的2205不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的慢應變拉伸曲線如圖4.3所示。慢應變拉伸數據得到的各相性能指標值如圖4.4和表4.2所示。
材料的應力腐蝕敏感性的強弱可以用其比值來反映:該值越大,材料的應力腐蝕敏感性越低。從圖4.4可以看出,隨著固溶處理的溫度的升高,雙相不銹鋼在空氣中的斷面收縮率先升高后下降,雙相不銹鋼(gang)在溶液中斷面收縮率先升高后下降,以及兩者之比(ψ環境/ψ空氣)的值先升高后下降,說明隨著固溶處理的溫度從950℃升高至1150℃,雙相不銹鋼的應力腐蝕敏感性先變弱后變強。
慢(man)應(ying)變拉(la)伸斷(duan)(duan)裂(lie)后的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)斷(duan)(duan)口(kou)形貌如圖4.5所示。圖4.6為(wei)1050℃/30min 固溶處理的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在3.5%NaCl溶液(ye)中(zhong)慢(man)應(ying)變拉(la)伸后的(de)(de)斷(duan)(duan)口(kou)剖面(mian)圖。從圖4.6中(zhong)可以看出,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)斷(duan)(duan)口(kou)形貌中(zhong)存(cun)在由(you)裂(lie)紋(wen),裂(lie)紋(wen)的(de)(de)源(yuan)頭在雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼試樣表(biao)面(mian),裂(lie)紋(wen)由(you)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼表(biao)面(mian)相(xiang)(xiang)試樣內部延伸,并終止于奧氏體,說明奧氏體對應(ying)力腐蝕的(de)(de)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)擴展(zhan)有一定(ding)的(de)(de)阻礙作(zuo)用。
從(cong)表(biao)4.2中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出,當(dang)(dang)(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)從(cong)950℃升(sheng)高(gao)(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1000℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)從(cong)63.22956%升(sheng)高(gao)(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)82.92134%,升(sheng)高(gao)(gao)(gao)幅值約(yue)為(wei)(wei)19%;當(dang)(dang)(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)(gao)(gao)到1050℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)為(wei)(wei)82.50531%;當(dang)(dang)(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)1100℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)為(wei)(wei)82.67233%;進一(yi)步升(sheng)高(gao)(gao)(gao)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)至(zhi)(zhi)(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)為(wei)(wei)80.08303%.可(ke)以(yi)看出,當(dang)(dang)(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)從(cong)1000℃升(sheng)高(gao)(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1100℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)幾乎沒(mei)有(you)變化(hua),當(dang)(dang)(dang)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)(gao)(gao)至(zhi)(zhi)(zhi)1150℃時(shi),雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)開始下(xia)(xia)(xia)降(jiang)至(zhi)(zhi)(zhi)80.08303%,這(zhe)與1150℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)和奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)(fen)含量(liang)(liang)有(you)關(guan),此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)(fen)含量(liang)(liang)為(wei)(wei)59%,而奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)百分(fen)(fen)含量(liang)(liang)為(wei)(wei)41%,即1150℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)(zhong)(zhong)含有(you)過量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti),以(yi)及不(bu)(bu)足量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)塑性優(you)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti),導致該(gai)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)狀(zhuang)態下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)有(you)所下(xia)(xia)(xia)降(jiang)。對(dui)于950℃固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang),其含有(you)6.1%的(de)(de)(de)(de)(de)硬而脆的(de)(de)(de)(de)(de)σ相(xiang),這(zhe)必然導致該(gai)固(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)狀(zhuang)態下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)(suo)率(lv)明顯降(jiang)低,僅(jin)為(wei)(wei)63.22956%。
從圖4.5(a)、(b)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出(chu),950℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)和溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)斷(duan)口(kou)(kou)均呈現準(zhun)解理(li)平(ping)面;950℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)斷(duan)口(kou)(kou)局部有少量韌窩存在(zai)(zai),而(er)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)斷(duan)口(kou)(kou)幾乎是準(zhun)解理(li)平(ping)面,二(er)者都(dou)屬于脆性(xing)(xing)斷(duan)裂,這主要(yao)是由于大量脆性(xing)(xing)σ相(xiang)沿著(zhu)晶界析出(chu),降低了材料的(de)(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)和力學性(xing)(xing)能(neng)。從圖4.5(e)、(f)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)以看出(chu),1050℃/30min固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)和溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)斷(duan)口(kou)(kou)都(dou)存在(zai)(zai)大量韌窩,雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)韌性(xing)(xing)損(sun)失較小,而(er)(950℃、1000℃、1100℃、1150℃)/30min 固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)都(dou)存在(zai)(zai)較大的(de)(de)韌性(xing)(xing)損(sun)失,表明1050℃/30min 固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具(ju)有較好(hao)的(de)(de)耐應(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)。
從(cong)表4.2中(zhong)(zhong)也可(ke)(ke)以(yi)(yi)看(kan)(kan)出,950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)在(zai)(zai)3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)斷(duan)面收(shou)縮率(lv)僅為(wei)32.0158%,其(qi)(qi)ψ3.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/空氣(qi)也僅為(wei)50.6342%,表現(xian)出很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕敏感(gan)性(xing)(xing),具(ju)有(you)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。而1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)在(zai)(zai)3.5%NaCl 溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)斷(duan)面收(shou)縮率(lv)達到 76.34294%,且(qie)(qie)其(qi)(qi)43.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/空氣(qi)也達到92.5971%,幾(ji)乎無應(ying)(ying)力腐(fu)蝕敏感(gan)性(xing)(xing),表現(xian)出較好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)43.5%NaCI溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)/4空氣(qi)值為(wei)69.7453%,與1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)相比較,有(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降。將(950℃、1050℃、1150℃)/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀組織(zhi)進行比較,可(ke)(ke)以(yi)(yi)看(kan)(kan)出,1150℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)百分(fen)(fen)含(han)量(liang)(liang)為(wei)59%,比1050℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)百分(fen)(fen)含(han)量(liang)(liang)(51.9%)高7.1%,并且(qie)(qie)950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)大量(liang)(liang)σ相;從(cong)極(ji)化曲線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)析可(ke)(ke)知,當(dang)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度過高時,鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)百分(fen)(fen)含(han)量(liang)(liang)升高,鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)耐(nai)點蝕當(dang)量(liang)(liang)下降,促使點蝕更易(yi)于(yu)發生(sheng);且(qie)(qie)當(dang)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度為(wei)950℃時,大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)顯著(zhu)降低了(le)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。從(cong)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)分(fen)(fen)析可(ke)(ke)以(yi)(yi)看(kan)(kan)出,由于(yu)σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai),950℃/30min 固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比1050℃/30min固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)差(cha),以(yi)(yi)及1150℃/30min固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過量(liang)(liang)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)導致材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)比1050℃/30min固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)所下降。
一(yi)方面(mian),鐵素(su)體含(han)量(liang)升高,材(cai)料(liao)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)當量(liang)下(xia)降,點蝕(shi)(shi)更易發生(sheng),導(dao)致(zhi)鈍化膜(mo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)不(bu)穩定和易破裂(lie),耐(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)變差;另一(yi)方面(mian),σ相的(de)(de)產生(sheng)使其周圍(wei)存在貧鉻區,降低材(cai)料(liao)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),同時使得材(cai)料(liao)的(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)下(xia)降。而(er)1050℃/30min固溶處(chu)理的(de)(de)雙相不(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)兩相比(bi)例接(jie)近1:1,同時具有較好的(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和較好的(de)(de)耐(nai)(nai)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。
從(cong)以上分析可以看出,點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)存(cun)在某(mou)種關系,即點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)會(hui)促進應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng),而提(ti)高(gao)材料(liao)(liao)的(de)(de)耐點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)也能(neng)夠提(ti)高(gao)材料(liao)(liao)的(de)(de)耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)。應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)陽(yang)極溶解理論認為,應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)與材料(liao)(liao)表面氧化膜的(de)(de)形成(cheng)一破裂有(you)關。點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破壞鈍化膜的(de)(de)完整性(xing),促進了應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶態的2507雙相不銹鋼(gang)室溫下在3.5%NaCl溶液中的SSRT結果如圖4.7和表4.3所示。從整體能夠獲得隨固溶處理溫度的增高DSS2507的抗拉強度表現為先降低后上升的變化趨勢,1000℃時抗拉強度是888.36MPa,1100℃時抗拉強度減小成875.886MPa,隨固溶熱處理溫度繼續增高到1200℃抗拉強度又上升至905.562MPa.從應變量(試樣標距部分的拉伸量)的角度看隨固溶熱處理溫度的上升應變量呈先變大后減小的趨勢,固溶溫度為1000℃時斷裂應變為11.0487mm,當固溶溫度升高到1050℃時斷裂應變升高到11.1307mm,而固溶熱處理溫度的繼續上升又導致斷裂應變開始減小,1200℃時減小到10.0628mm.導致以上現象出現的原因在于固溶熱處理溫度處于1000~1050℃之間時,抗拉強度受材料組織再結晶完全程度的影響,在該溫度范圍內2507雙相不銹鋼的組織再結晶完全程度提高,并且在該溫度范圍內起著主導作用所以剛的強度下降韌性升高;1050~1200℃之間材料的兩相組織轉變發揮著核心影響作用,鐵素體α相量隨固溶熱處理溫度增高漲幅較大而奧氏體γ相量卻降低,又由于鐵素體α相是bcc結構奧氏體γ相是fcc結構,在室溫條件下前者強度高于后者,所以1050~1200℃范圍內鋼的強度變高而韌性減小。
雙(shuang)相鋼香蕉視頻app破解碼:應力腐蝕開裂敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)強弱能(neng)(neng)(neng)夠通過(guo)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)來(lai)反(fan)映:該值(zhi)越大(da),表明雙相(xiang)鋼的(de)(de)(de)(de)SCC敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)越低(di)(di),抵抗SCC的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)更強。從(cong)表4.3可(ke)以看(kan)出(chu)(chu) DSS2507的(de)(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)隨固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)熱處理(li)溫度的(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)呈先變大(da)后減(jian)小的(de)(de)(de)(de)變化走勢(shi)。當(dang)(dang)固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度為(wei)(wei)(wei)1000℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),DSS2507中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體跟(gen)奧(ao)氏體這兩相(xiang)相(xiang)界處有σ相(xiang)析(xi)出(chu)(chu),由于σ相(xiang)硬而(er)脆,且其(qi)周(zhou)圍(wei)存(cun)在貧鉻(ge)區,σ相(xiang)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在能(neng)(neng)(neng)夠顯著降(jiang)低(di)(di)材料的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),根據應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)陽極溶(rong)(rong)解(jie)機理(li)可(ke)知,SCC的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)跟(gen)鈍化膜的(de)(de)(de)(de)“破裂(lie)(lie)-修復-破裂(lie)(lie)”過(guo)程有關聯(lian)。σ相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)使其(qi)所在區域的(de)(de)(de)(de)鈍化膜變得薄弱,因此經過(guo)1000℃固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)的(de)(de)(de)(de)試樣易發生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)(lie),并(bing)且從(cong)表4.3也(ye)可(ke)以看(kan)出(chu)(chu)1000℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)較(jiao)低(di)(di)為(wei)(wei)(wei)30.42h;1050℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)值(zhi)最大(da)為(wei)(wei)(wei)31.33h,這說(shuo)明經過(guo)1050℃固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理(li)30min的(de)(de)(de)(de)DSS2507的(de)(de)(de)(de)SCC敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)較(jiao)低(di)(di),有較(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)SCC能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),這跟(gen)其(qi)有較(jiao)優(you)的(de)(de)(de)(de)抗點蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)以及鋼中(zhong)兩相(xiang)均勻(yun)分布有關;隨著固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度繼(ji)(ji)續升(sheng)高至1200℃,斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)又逐漸減(jian)小,1200℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)降(jiang)低(di)(di)到28.47h,這說(shuo)明材料的(de)(de)(de)(de)耐(nai)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)斷裂(lie)(lie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)降(jiang)低(di)(di)。這是因為(wei)(wei)(wei)當(dang)(dang)固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)熱處理(li)溫度繼(ji)(ji)續上(shang)升(sheng)至1200℃時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體相(xiang)量逐漸增高而(er)奧(ao)氏體相(xiang)量逐漸減(jian)少,又因為(wei)(wei)(wei)鐵素(su)體的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)比奧(ao)氏體差(cha),進(jin)而(er)導致(zhi)在高固(gu)(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫度下DSS2507的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破裂(lie)(lie)敏(min)(min)感(gan)性(xing)(xing)增強,具體變現為(wei)(wei)(wei)斷裂(lie)(lie)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(tb)降(jiang)低(di)(di)。
1000℃、1050℃、1100℃、1150℃及1200℃固溶(rong)(rong)(rong)態的(de)(de)(de)(de)(de)2507雙相(xiang)不(bu)銹鋼室溫下(xia)(xia)于3.5%NaCl溶(rong)(rong)(rong)液介質(zhi)中的(de)(de)(de)(de)(de)SSRT斷口形貌如圖(tu)4.8所(suo)(suo)示。從圖(tu)4.8中能(neng)夠較為(wei)清晰地獲(huo)得五種固溶(rong)(rong)(rong)態下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)DSS2507拉(la)伸斷口都具有明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)窩(wo),都表現為(wei)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)斷裂(lie)。圖(tu)4.8(a)雖然(ran)表現為(wei)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)斷裂(lie),但是有明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)準解理斷裂(lie)面的(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現,有脆性(xing)(xing)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)傾(qing)向,這說明(ming)1000℃下(xia)(xia)DSS2507的(de)(de)(de)(de)(de)抗SCC能(neng)力(li)(li)較弱(ruo),容易(yi)發(fa)生(sheng)SCC;隨(sui)著固溶(rong)(rong)(rong)溫度(du)升高至1050℃,如圖(tu)4.8(b)所(suo)(suo)示,鋼斷面上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)窩(wo)數量最(zui)多且(qie)(qie)密(mi)集表明(ming)其應力(li)(li)腐蝕(shi)敏感(gan)性(xing)(xing)最(zui)弱(ruo),即該(gai)固溶(rong)(rong)(rong)溫度(du)下(xia)(xia)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)破裂(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)較弱(ruo);隨(sui)著固溶(rong)(rong)(rong)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)繼續升高,如圖(tu)4.8(c)~(e)所(suo)(suo)示,鋼的(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)損失(shi)變大,韌(ren)(ren)窩(wo)數量減小且(qie)(qie)密(mi)集度(du)減弱(ruo),表明(ming)雙相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)破裂(lie)敏感(gan)性(xing)(xing)又增強。
這與表4.3中斷(duan)裂(lie)(lie)時的(de)(de)應(ying)變測試結(jie)果是相對應(ying)的(de)(de)。雙相不(bu)銹鋼的(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)類型(xing)(xing)是陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解型(xing)(xing),跟其(qi)耐孔蝕(shi)能力有著較為(wei)密切的(de)(de)聯系。當(dang)鋼表面的(de)(de)氧化膜被破壞形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)蝕(shi)孔裸露出(chu)新鮮表面,該(gai)表面與其(qi)他覆蓋有氧化膜的(de)(de)表面形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)大(da)陰(yin)極(ji)小(xiao)陽(yang)(yang)極(ji)的(de)(de)腐蝕(shi)電池(裸露出(chu)的(de)(de)新鮮表面為(wei)陽(yang)(yang)極(ji),鋼表面覆蓋有氧化膜的(de)(de)表面為(wei)陰(yin)極(ji)),金屬發生陽(yang)(yang)極(ji)反應(ying),金屬原子溶(rong)解成(cheng)(cheng)為(wei)離子,形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)。裂(lie)(lie)紋(wen)朝著縱深(shen)方向處發展同(tong)時又因為(wei)應(ying)力主要(yao)分布在裂(lie)(lie)紋(wen)尖端處,進而導致裂(lie)(lie)紋(wen)周圍區(qu)域產生塑(su)性形(xing)(xing)變,陽(yang)(yang)極(ji)電位下降提高了陽(yang)(yang)極(ji)溶(rong)解速度,最終導致裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)擴大(da)。
根據第3章對2507雙相不銹鋼電化學性能的研究結果可知,隨固溶熱處理度的增高2507雙相不銹鋼抗點蝕(shi)能力呈先增強后下降的變化趨勢,1050℃時鋼中的鐵素體相跟奧氏體相這兩相分布較均勻且兩相比例約為1:1,鋼表面保護膜穩定性較好,產生點腐蝕的電位較高,不利于促進裂紋的發展,進而該固溶溫度下2507雙相不銹鋼有較好的抗應力腐蝕開裂性能,這跟SSRT所得結果是相同的。總之,固溶熱處理溫度為1050℃時 DSS2507的抗SCC能力較強。
固溶態為1050℃的2507雙相(xiang)不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的拉伸斷口腐蝕形貌如圖4.9所示,圖中深色組織是鐵素體α相、淺色是奧氏體γ相。從圖4.9中可以看出裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相,且裂紋迂回過奧氏體γ相后繼續會在鐵素體α相中繼續傳播,這表明奧氏體γ相對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用,這種現象稱為致鎖(Keying)效應。這主要是由于首先鐵素體α相為陽極,優先在腐蝕介質中發生腐蝕因而裂紋優先在鐵素體α相上發生和傳播;其次奧氏體γ相相對于鐵素體α相來說硬度及屈服強度都偏低、延展性能較好,奧氏體γ相比鐵素體α相更易發生形變且形變能較大,所以在鐵素體α相中發展的裂紋遇到奧氏體γ相時其尖端形變帶的應力會受到一定的緩和,進而對鐵素體α相中裂紋的傳播有一定的抑制作用。因此,應力腐蝕破裂裂紋優先在鐵素體α相上傳播,終止于奧氏體γ相。