不銹鋼在飽和CO2鹽溶液中應(yīng)力腐蝕研究.pdf

1、本文采用動(dòng)電位極化、交流阻抗、電化學(xué)噪聲、快慢速動(dòng)電位掃描等電化學(xué)測(cè)試、42％的MgCl2全浸結(jié)合SEM、EDS等現(xiàn)代物理檢測(cè)方法研究了不同Cl-濃度、溫度和HAc濃度對(duì)316L、321不銹鋼在飽和CO2氯化物溶液中應(yīng)力腐蝕的影響。
　　研究結(jié)果表明:本實(shí)驗(yàn)條件下，316L、321點(diǎn)蝕擊破電位隨Cl-濃度增大而下降，點(diǎn)蝕敏感性增加，應(yīng)力腐蝕傾向增大;Eb隨Cl-濃度增大下降分為兩個(gè)階段，低濃度時(shí)變化大，高濃度時(shí)變化平緩，維鈍電流密

2、度變化不大。Eb隨溫度升高呈線性下降，由25℃升溫至90℃，316L、321Eb值分別下降約216mV、125mV，維鈍電流密度變化不大，應(yīng)力腐蝕傾向增大。HAc促進(jìn)了陰極過程發(fā)生，全面腐蝕加強(qiáng)?？炻賱?dòng)電位掃描E-lgPi曲線上突峰位置與易發(fā)生SCC的區(qū)域一致，分別為陰極保護(hù)-活化過渡區(qū)、活化-鈍化過渡區(qū)、鈍化與過鈍化過渡區(qū);在不同介質(zhì)中316L lgPi峰值均大于-2.5，321 lgPi峰值均大于-1.5，均有發(fā)生應(yīng)力腐蝕傾向，3

3、21比316L更易遭受應(yīng)力腐蝕;316L、321在Mg2+介質(zhì)中應(yīng)力腐蝕敏感性高于Na+介質(zhì)。交流阻抗譜表明，反應(yīng)電阻R2隨溫度升高而減小，應(yīng)力腐蝕敏感性增大，但與快慢速掃描預(yù)測(cè)應(yīng)力腐蝕敏感電位區(qū)間結(jié)果并不完全一致。高溫沸騰高濃度條件下，316L、321Eb值較沸點(diǎn)以下實(shí)驗(yàn)條件下降約數(shù)百個(gè)mV，維鈍電流密度約增加1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，動(dòng)電位極化超過Eb值，由點(diǎn)蝕位置萌生應(yīng)力腐蝕裂紋，該介質(zhì)條件為發(fā)生SCC的嚴(yán)重敏感介質(zhì)。316L、321不銹鋼

4、U型試樣電流白噪聲水平W、高頻線性斜率k和截止頻率fc均高于平板試樣，k值分別為-16.65、-16.55，316L、321易發(fā)生典型局部腐蝕，誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂。腐蝕宏觀裂紋垂直于拉應(yīng)力方向，微觀裂紋呈枯樹枝狀，斷口為沿晶和穿晶混合解理斷裂，為脆性斷口。腐蝕裂紋起源于點(diǎn)蝕，由點(diǎn)蝕坑底部誘發(fā)擴(kuò)展，屬于陽(yáng)極溶解機(jī)理。EDS分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cl-在裂紋和斷口處富集，表明Cl-對(duì)奧氏體不銹鋼發(fā)生SCC有誘導(dǎo)刺激作用，Cr、Ni含量在裂紋和斷口處降

5、低，腐蝕嚴(yán)重。加入CO2后，316L不銹鋼應(yīng)力腐蝕得到一定延緩;無氧環(huán)境下HAc的加入也使得不銹鋼應(yīng)力腐蝕得到一定抑制，但均為發(fā)生SCC的敏感介質(zhì)。
　　均勻設(shè)計(jì)得出環(huán)境因素對(duì)316L、321不銹鋼應(yīng)力腐蝕的數(shù)學(xué)模型，其中交互型更可準(zhǔn)確描述環(huán)境因素與應(yīng)力腐蝕的內(nèi)在聯(lián)系，Cl-濃度和溫度的交互作用對(duì)316L、321不銹鋼應(yīng)力腐蝕影響最大;單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與均勻設(shè)計(jì)交互模型中單因素對(duì)316L不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性影響基本一致。對(duì)均勻設(shè)計(jì)實(shí)