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残余应力腐蚀断裂的成因及预防措施

更新时间:2019/4/27  点击数:83



    应力腐蚀断裂是应力和腐蚀介质共同作用的结果,腐蚀介质常常是不可选择的,对应力腐蚀起主导调控作用的就是应力。总的来说,引起应力腐蚀裂纹的三个条件是:
一是金属材料在该环境中具有应力腐蚀开裂的倾向;
二是用这种材质组成的结构接触或处于选择性的腐蚀介质中;
三是要有高于一定水平的拉应力。缺少其中的任意一是不可能发生应力腐蚀开裂的个条件。
    应力腐蚀断裂部位通常不存在均匀腐蚀,断裂往往以点蚀、缝隙腐蚀为起点,从接触介质的金属表面发生,往深处发展。裂纹的形态,从外观宏观观察,裂纹较平直,常常有分枝、花纹或龟裂;从显微镜观察裂纹横切面可发现,裂纹一般有分枝特征,裂纹尖端较锐利,根部稍宽。从断口形貌上分析,一般无明显的塑性变形迹象属于完全脆性断裂。从宏观断口看,断口粗糙,断裂总是从与介质接触的表面开始,所以起裂处表面附近的断口颜色总是最深。断口显多层结晶状、层片状、放射线状、山形形状。从微观上分析,奥氏体不锈钢多为穿晶性断裂,为穿晶型准解理断裂,显河流花样、扇形花样和羽毛状花样。铬不锈钢多系沿晶断裂,显冰糖花样。
 
    解决应力腐蚀断裂的一种途径是从材料入手。各国冶金工作者为解决奥氏体型不锈钢抗应力腐蚀性的问题进行了大量科研工作,在不锈钢系列中开发了新钢种,如奥氏体-铁素体型不锈钢,即双相不锈钢。这类钢综合了奥氏体和铁素体型不锈钢两者的优点,具有良好的韧性、强度、焊接性,其中屈服强度可达普通不锈钢的两倍;其优良的耐中性氯化物应力腐蚀性能远远超过18-8型不锈钢,并具有良好的抗空蚀和缝隙腐蚀能力。
 
 
    与此同时要采取控制工作应力,降低或消除各种残余应力,如焊接残余应力、装配残余应力、其它加工残余应力等,以及服役热应力、服役工作应力等,隔离腐蚀介质或加缓蚀剂等各种手段来防止应力腐蚀的产生,从而避免应力腐蚀断裂的发生。
 
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