S32168不銹鋼在氯離子環(huán)境中的應力腐蝕研究.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，因此在各個行業(yè)得到了廣泛的應用。但是奧氏體不銹鋼在某些特定的環(huán)境中會表現(xiàn)出較高的應力腐蝕敏感性，當腐蝕介質中含有氯離子時，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)生點蝕并導致應力腐蝕。
　　 以S32168奧氏體不銹鋼作為研究對象，研究其在氯離子環(huán)境中的應力腐蝕機理。分析表明，S32168奧氏體不銹

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

3、展，當材料在發(fā)生應力腐蝕時，裂紋會優(yōu)先在點蝕坑的迎流面發(fā)展。
　　 對比不同類型應力腐蝕試驗方法的特點，分析了不同試驗方法的使用條件，最終確定的試驗儀器為慢應變速率拉伸試驗機，用慢拉伸的方法研究S32168不銹鋼在含氯離子介質環(huán)境中的應力腐蝕行為。試驗過程中采用的拉伸速率為1.9×10-5s-1，設定的腐蝕溶液為NACE標準溶液，依據(jù)實際工況，設置五種試驗環(huán)境，得到在這五種環(huán)境下的試樣斷裂時間、伸長量。通過測量和計算得到試樣的伸

4、長率、斷口收縮率和斷裂的內積功，并繪制不同條件下的應力-應變曲線。將所得的指標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)準解理特征，斷口側表面也有大量裂紋出現(xiàn)，但是在這兩種環(huán)境中S