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405
    5.1 应力腐蚀开裂
 
    表5 405不锈钢SSRT结果
 
    (应变速率4.2×10-7/s,腐蚀介质通入CO2的3.5%NaCl溶液试验温度为97~9℃)
 

环境

最大应力/MPa

延伸率/%

断裂时间/h

空气

369

5.3

26.6

介质

270

2.1

13.8

 

图1.JPG

    图1 405不锈钢的应力应变曲线

 

图2.JPG

    图2 405不锈钢拉伸断口形貌

 

图3.JPG

    图3 405不锈钢在含5%NaOH介质中慢拉伸后的断裂形貌(a)一级(b)二级

    (温度为288℃,拉伸速率为10-4/s, 不同供应渠道分为一级和二级)

 

图4.jpg

    图4 二级405不锈钢在不同介质中进行慢拉伸后截面裂纹的金相拼接图

    纯水(b)1%NaOH(c)5%NaOH(d)10%NaOH

    (温度为288℃,拉伸速率为10-4/s,供应渠道为二级)

 

图5.JPG

    图5 一级405不锈钢在含5%NaOH介质中慢拉伸后的表面断裂纹理

    (温度为288℃,拉伸速率为10-4/s,供应渠道为一级)

 

    表6 不同试样观察到的裂纹深度(在332oC含10%NaOH环境下)

Materials

Condition

Max. Crack Depth, μm(mils)

200 days at 90% σy

+33 days at 110% σy

405 SS

As-received sensitized

General corrosion

No further exposure

Type 410

482℃ sensitized

1 fractured in 5 days

1  34(75100)

Except for 565

1(25)

565℃ and 649℃sensitized

-

 

  

 

  5.2 点蚀

图6.JPG

 

    图6 405不锈钢在侵蚀液(15g FeCl3+50ml HCl+120ml H2O)中浸泡后的点蚀形貌及表面成分分析(a,b)除去腐蚀产物,(c,d)未除去腐蚀产物

 

图7.JPG

 

    图7 在沸腾的含20wt%和40wt%NH4Cl溶液72h不同材料的腐蚀速率

 

    5.3 晶间腐蚀

图8.JPG

    图8 405不锈钢在KSCN-H2SO4溶液中进行双环电化学动电位再活化法测试

在800℃条件下进行热处理可以有效地降低405不锈钢发生晶间腐蚀的倾向

 

    表7 U型和平板型未焊接405不锈钢的化学和EPR测试参数

 

Specimen

Condition

Corrosion test

Weight loss/mg

Metallography

EPR(Ii/If)

1

F

Chem

3

No IGA

-

2

FH

Chem

376

IGA(2.5)

-

3

FH

Chem

439

IGA(2)

-

4

FHR

Chem

45

No IGA

-

5

FH

EPR

-

-

0.646

6

FH

EPR

-

-

0.632

7

FHR

EPR

-

-

0.015

8

UH

Chem

632

IGA(3.3, 3.2)

-

9

UH

Chem

-

IGA(3.3, 2.8)

-

10

UHR

Chem

-

No IGA

-

    F=flat, U=U-band, H=sensitization heat-treatment for 10min at 1045℃,

    R=relief annealing for 1h at 680 ℃

 

    表8 U型和平板型的焊接用405不锈钢的化学和EPR测试参数

 

Specimen

Corrosion test

Weight loss/mg

Dye penetrant

Metallography

EPR(Ii/If)

Welded flat plates

11

Chem

-

No flaws

Slight IGA under weld

-

12

Chem

-

No flaws

Slight IGA under weld

-

13

Chem

4

Small flaws under weld

Cracking under weld

-

14

Chem

4

Small flaws under weld

Cracking under weld

-

15

Chem

-

No flaws

No cracking

-

16

Chem

-

No flaws

Surface roughening of weld

-

17

EPR

-

-

-

0.040

18

EPR

-

-

-

0.022

19

EPR

-

-

-

0.035

20

EPR

-

-

-

0.017

21

EPR

-

-

-

0.034

Welded U-bands

22

Chem

-

Fail HAZ + weld

 

-

23

Chem

-

Fail HAZ + weld

 

-

24

Chem

-

Fail HAZ + weld

 

-

25

Chem

34

Fail HAZ + weld

 

-

26

Chem

34

Fail HAZ + weld

 

-

27

Chem

136

No flaws

 

-

28

EPR

-

-

-

0.427

29

EPR

-

-

-

0.376

 

图7(1).JPG

    图9 在1045℃敏化10分钟的405不锈钢晶间腐蚀图

 

图8(1).JPG

图10  405不锈钢焊缝正扫(f)和反扫(r)电化学动电位再活化曲线图

    平型(面积20mm2)(b)U型(面积30mm2)

 

图9.JPG

    图11 出现晶间腐蚀的405不锈钢U型焊缝热影响区表面形貌

 

图10.JPG

    图12 出现晶间腐蚀的405不锈钢U型焊缝热影响区截面图

 

图11.JPG

    图13 405不锈钢U型焊缝热影响区表面细小裂纹形貌图

 

图12.JPG

    图14 405不锈钢U型焊缝截面图(含酒精的氯化铁进行腐蚀)

 

图13.JPG

    图15 405不锈钢平型焊缝热影响区表面裂纹形貌图

 

图14.JPG

    图16 出现晶间腐蚀的405不锈钢平型焊缝热影响区截面图(含酒精的氯化铁进行腐蚀)

 

图15.JPG

    图17 出现回火马氏体的405不锈钢平型焊缝截面图

 

图16.JPG

    图18 出现回火马氏体的腐蚀表面的405不锈钢U型焊缝表面形貌

 

图17.JPG

    图19 在680℃退火的405不锈钢U型焊缝截面(含酒精的氯化铁进行腐蚀)

 

图18.JPG

    图20 405不锈钢管壁开裂形貌(a)所选区域的放大图像(b)在图2a上一部分

 

图19.JPG

    图21 夹杂物靠近裂纹形貌(a)和标记的夹杂物A和B的能谱分析图(b)

 

图20.JPG

    图22 405不锈钢钢管微裂纹的金相图

 

图21.JPG

    图23 405不锈钢钢管断面形貌(a)裂纹表面(b)能谱

 
 5.4 冲蚀
 
图22.JPG
 
    图24 405不锈钢换热管顶部(a)和底部(b)冲蚀形貌
 
 
5.5 全面腐蚀
图25a.png
图25b.png
图25c.png
 
    图25  405不锈钢在不同pH条件下含0.5mol/L硫酸盐溶液中测量的动电位极化曲线(流体流动碳氮共渗,打磨到一定的深度,250.1℃, 电极旋转速度为12 rps,电位扫描速率=10mVs-1