S32168不銹鋼在氯離子環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼性能優(yōu)良，并且在抗腐蝕性和生物相容性上都優(yōu)于其他類型的不銹鋼，因此在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是奧氏體不銹鋼在某些特定的環(huán)境中會表現(xiàn)出較高的應(yīng)力腐蝕敏感性，當(dāng)腐蝕介質(zhì)中含有氯離子時(shí)，由于氯離子的存在加速了奧氏體不銹鋼表面氧化膜的溶解，使金屬基體暴露在腐蝕環(huán)境中，誘使奧氏體不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕并導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。
　　 以S32168奧氏體不銹鋼作為研究對象，研究其在氯離子環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕機(jī)理。分析表明，S32168奧氏體不銹

2、鋼在氯離子環(huán)境中發(fā)生應(yīng)力腐蝕的主要機(jī)理是陽極溶解，在氯離子作用下，S32168不銹鋼經(jīng)過膜破裂、溶解和最終破裂三個(gè)階段，在此過程中氯離子對膜破裂過程起到了至關(guān)重要的作用。
　　 將S32168不銹鋼虛擬到管道中，應(yīng)用FLUENT軟件模擬點(diǎn)蝕處的速度矢量、湍流強(qiáng)度、管壁受到的壓力和剪切力，分析流體和離散相氣泡對點(diǎn)蝕的影響情況。模擬研究發(fā)現(xiàn)，由于點(diǎn)蝕的發(fā)生，流體在流經(jīng)點(diǎn)蝕坑時(shí)流場發(fā)生改變，點(diǎn)蝕坑迎流面的應(yīng)力惡化，會加速點(diǎn)蝕上裂紋的擴(kuò)

3、展，當(dāng)材料在發(fā)生應(yīng)力腐蝕時(shí)，裂紋會優(yōu)先在點(diǎn)蝕坑的迎流面發(fā)展。
　　 對比不同類型應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法的特點(diǎn)，分析了不同試驗(yàn)方法的使用條件，最終確定的試驗(yàn)儀器為慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)機(jī)，用慢拉伸的方法研究S32168不銹鋼在含氯離子介質(zhì)環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕行為。試驗(yàn)過程中采用的拉伸速率為1.9×10-5s-1，設(shè)定的腐蝕溶液為NACE標(biāo)準(zhǔn)溶液，依據(jù)實(shí)際工況，設(shè)置五種試驗(yàn)環(huán)境，得到在這五種環(huán)境下的試樣斷裂時(shí)間、伸長量。通過測量和計(jì)算得到試樣的伸

4、長率、斷口收縮率和斷裂的內(nèi)積功，并繪制不同條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。將所得的指標(biāo)與在空氣中拉伸斷裂的試樣相比較，得到S32168不銹鋼在氯離子環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕敏感性指數(shù)。
　　 將斷裂的試樣在掃描電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)在常溫常壓下S32168不銹鋼發(fā)生塑性斷裂，在斷口表面有大量韌窩，斷口側(cè)表面也沒有裂紋。在150℃、1.6MPa和150℃、11MPa環(huán)境中試樣斷口開始出現(xiàn)準(zhǔn)解理特征，斷口側(cè)表面也有大量裂紋出現(xiàn)，但是在這兩種環(huán)境中S