弹塑性应力作用下X80管线钢的菌致开裂行为

目的 揭示硫酸盐还原菌（SRB）在管线钢表面裂纹萌生中的作用。方法 采用恒载荷实验装置施加弹性和塑性应力,通过XPS和EDS分析产物成分,利用SEM观察微生物膜形态、管线钢腐蚀形貌,研究弹性和塑性应力作用下管线钢的微生物致裂裂纹萌生和扩展行为。结果 弹性和塑性应力对SRB生长无明显影响。不管是在弹性应力还是塑性应力作用下,SRB生理活动均改变了腐蚀产物的结构,增加了腐蚀产物的硫含量,提高了管线钢局部腐蚀敏感性。与弹性应力作用相比,塑性应力和SRB协同作用对管线钢微裂纹萌生和扩展的影响更大。塑性应力作用下,灭菌和接菌环境中管线钢表面均产生了微裂纹分叉。结论 弹性应力和塑性应力均促进了管线钢的微生物腐蚀过程。塑性应力作用下管线钢菌致开裂更加剧烈,裂纹扩展过程与SRB生理活动有关。     

316L不锈钢在模拟人体液内腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展过程中应力的作用

探讨应力在316L不锈钢腐蚀疲劳过程中的作用。应力降低了不锈钢的点蚀电位,促进了腐蚀疲劳裂纹的萌生和扩展。初始疲劳裂纹在点蚀孔中的晶界上萌生,在应力的作用下,裂纹由沿晶变为穿晶扩展,并在断口上产生二次裂纹和疲劳辉纹。     

316L不锈钢在模拟人体液内腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展过程中…

探讨应力在３１６Ｌ不锈钢腐蚀疲劳过程中的作用，应力降低了不锈钢的点蚀电位，促进了腐蚀疲劳裂纹的萌生和扩展，初始疲劳裂纹在点蚀孔中的晶界上萌生，在应力的作用下，裂纹由沿晶变为穿晶扩展，并在断口上产生二次裂纹和疲劳辉纹。     

氯化铁溶液中316L和HR-2不锈钢的腐蚀行为研究

分别采用浸泡腐蚀实验、电化学测试技术、扫描电化学显微镜(SECM)分析技术和慢应变速率拉伸(SSRT)及应力腐蚀(SCC)实验方法对比研究了316L和HR-2奥氏体不锈钢在三氯化铁溶液中的腐蚀行为,并探讨了腐蚀机理。结果表明,不受力条件下316L和HR-2不锈钢的耐腐蚀性能均较好,316L钢呈现出较轻的点腐蚀现象。在动态拉应力作用下,316L和HR-2不锈钢均表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,原因是拉应力促进了不锈钢表面钝化膜的破裂,加速应力腐蚀裂纹的萌生和扩展。316L不锈钢的SCC敏感性稍高于HR-2不锈钢,归因于316L不锈钢点蚀敏感性稍高,因而表面钝化膜在动态拉伸载荷作用下更易于破裂。     

力学因素对管线钢应力腐蚀开裂裂纹萌生的影响

研究了应力比、加载频率和外加横向载荷等力学因素对X70管线钢在新疆土壤溶液中穿晶应力腐蚀开裂裂纹萌生的影响,并结合环境扫描电镜对腐蚀样品表面进行观察.结果表明:低应力比增加了载荷的波动,促进了管线钢应力腐蚀开裂裂纹的萌生;当波动载荷作用于样品的循环周次相同时,频率越低越有利于穿晶应力腐蚀开裂(TGSCC)裂纹的萌生;当波动载荷作用于样品的时间相同时,频率越高有利于裂纹的萌生;垂直于拉-拉应力方向的外加横向载荷促进了TGSCC裂纹的萌生.     

2205双相不锈钢在酸性H_2S环境下的应力腐蚀行为及开裂机理

采用C型环实验研究了2205双相不锈钢在饱和H_2S环境下的应力腐蚀行为及开裂机理。结果表明,2205双相不锈钢在NACE标准A溶液中具有良好的抗应力腐蚀能力。通过OM、SEM、EDS及电化学手段分析得出2205双相不锈钢的应力腐蚀开裂经历了表面点蚀、蚀坑形成、H_2S解离、H原子吸附并从蚀坑位置扩散进入金属基体,在金属基体中聚集,通过氢致开裂机制导致裂纹萌生,并逐渐扩展。     

溴化锂中央空调换热管泄漏原因分析

用金相显微镜，扫描电镜及能谱分析详细研究了中央空调机组吸收器使用TP2磷脱氧紫铜换热管开裂泄漏的原因.结果表明，紫铜管上的裂纹是应力腐蚀裂纹.裂纹是在紫铜管表面的残余应力和含氧溴化锂溶液的综合作用下发生的.含氧条件下，溴离子会引起点蚀而促进应力腐蚀开裂.验证试验再现了裂纹的产生.     

316L不锈钢短接过早腐蚀开裂的机制与预防

分析了盐化工环境中316L不锈钢短接腐蚀裂纹的宏观特征、微观形貌及显微组织,研究了卤水介质参数及短接制造工艺对316L不锈钢腐蚀的影响。结果表明:短接过早失效的机制是点蚀和应力腐蚀开裂;短接点蚀主要由卤水高温以及高Cl-含量引起,焊接残余应力及卷曲加工应力的共同作用促进了短接的应力腐蚀开裂;用铸造成形代替焊接成形,并适当增加316L不锈钢的钼含量,有利于延长短接的使用寿命。     

机械应力对不锈钢点蚀行为的影响

综述了3类机械应力对不锈钢点蚀萌生与生长各个阶段影响的研究进展,包括单向应力、交变应力及表面机械残余应力对不锈钢点蚀萌生、亚稳点蚀生长、亚稳点蚀向稳态点蚀转变以及稳态点蚀生长行为的影响;总结了相关的研究方法并分析了不同类型应力及水平影响点蚀各个阶段的原因;展望了今后对机械应力作用下不锈钢点蚀行为研究的发展趋势和重点。     

弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.     

The role of residual stress in neutral pH stress corrosion cracking of pipeline steels – Part II: Crack dormancy

This investigation provides a quantitative analysis of the effect of Type I residual stresses on the occurrence of pitting and stress corrosion cracking (SCC) formation in pipeline steel exposed to neutral pH aqueous environments. It has been shown that SCC generated in neutral pH environments can be readily blunted due to plastic deformation (room temperature creep) and/or extensive anodic dissolution. As a result, a high positive tensile residual stress gradient is necessary for continued growth of SCC in pipeline steels exposed to this neutral pH environment. The tensile residual stress represents a large mechanical driving force for crack nucleation and short crack growth. Active cracks may become dormant as the near-surface residual stress gradient changes, due to self-equilibration, from highly tensile to a lower tensile state or to a compressive state. The change in residual stress level can occur within 1 mm of the surface, resulting in a large proportion of dormant SCC.     

不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究

目的 对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀（SCC）行为及机理。方法 将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。结果 原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25 d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。结论 不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。     

Effects of surface preparation on pitting resistance, residual stress, and stress corrosion cracking in austenitic stainless steels

Surface finishing treatments such as shot blasting and wire brushing can be beneficial in improving the integrity of machined surfaces of austenitic stainless steels. These operations optimize in-service properties such as resistance to pitting corrosion and stress corrosion cracking (SCC). In this study, ground steel surfaces were subjected to a series of sand blasting and wire brushing treatments. The surfaces were then characterized by their hardness, surface residual stress state, and resistance to stress corrosion and pitting corrosion. Some samples were selected for depth profiling of residual stress. It is found that surface hardening and the generation of near-surface compressive residual stress are the benefits that can be introduced by sand blasting and brushing operations.     

膜致应力对应力腐蚀裂尖力学特性的影响

氧化膜破裂理论是目前定量预测核电高温水环境中镍基合金应力腐蚀开裂速率应用最为广泛的理论模型之一,其中应力强度因子是衡量应力腐蚀开裂速率的重要参量。为进一步了解氧化膜破裂机理及裂纹扩展驱动力特性,提出了膜致应力强度因子。为了深入了解膜致应力强度因子在 EAC 裂纹扩展过程中裂尖的力学状况,在不考虑外载的情况下,从理论和数值模拟两方面分析研究了EAC 裂尖基体金属区域的应力应变分布状态,得出了膜致应力强度因子对裂尖Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变及拉伸应变梯度的影响规律,为提高定量预测高温高压水环境中镍基合金及不锈钢 EAC 扩展速率精度奠定基础,进而完善了氧化膜破裂机理。     

X60螺旋缝埋弧焊管在湿H2S环境中的腐蚀行为

采用自行设计的焊管实物管段腐蚀试验方法和装置研究了内胀成形和外控成形两种X6 0螺旋缝埋弧焊管在含H2 S的NACE溶液中的腐蚀行为。结果表明 ,焊管在H2 S介质中的损伤表现为母材表面氢鼓泡及应力腐蚀裂纹 ;随着施加应力的提高及残余应力的增大 ,H2 S腐蚀倾向增大 ;在H2 S介质中和外加应力及残余应力的共同作用下 ,焊管的氢损伤机理既有氢致开裂 ,又有氢致应力腐蚀 ,应力不但促进氢致应力腐蚀 ,同时也促进氢致开裂过程 ;试验结果说明改进焊管焊缝表面质量、降低残余拉应力、控制工作应力是改善和控制焊管H2 S腐蚀的重要措施     

Cl–对冷变形316L奥氏体不锈钢在H2S环境下应力腐蚀的影响

目的研究H2S环境下不同Cl^-浓度对冷变形316L奥氏体不锈钢应力腐蚀行为的影响,探究Cl^-造成影响的原因,为不锈钢安全服役提供理论数据。方法采用力学方法研究了冷变形316L奥氏体不锈钢的力学行为,通过计算延伸率损失表征材料的应力腐蚀敏感性,通过电化学手段表征了点蚀电位。最后为了研究点蚀与基体中氢含量的关系,进行了扩散氢含量的测试,通过测量试样的扩散氢含量,进一步理解应力腐蚀行为。结果随着Cl^-浓度的增加,316L奥氏体不锈钢的延伸率损失逐渐增大,应力腐蚀敏感性增强。断口形貌从杯状的等轴韧窝转变为解理型脆性断裂。动电位极化测试表明,Cl^-浓度的增加,点蚀电位逐渐降低,直至–0.0228V,试样更容易发生点蚀。扩散氢含量的测量进一步显示了点蚀坑的存在促进了氢进入到金属内部。结论 Cl^-对316L奥氏体不锈钢在H2S环境中的应力腐蚀行为有重要影响,随着Cl^-浓度的增加,应力腐蚀敏感性增强,结合点蚀电位的测量结果,可能是由于Cl^-破坏金属表面的钝化膜,产生点蚀坑,裂纹形核并扩展,同时点蚀坑还促进了氢进入金属内部,应力腐蚀敏感性增强。     

Untersuchungen zur transkristallinen und interkristallinen Spannungsrißkorrosion austenitischer Chrom-Nickel-Stähle in heißen Magnesiumchlorid-Lösungen

Investigations Into transgranular and intergranular stress corrosion cracking of austenitic stainless steels In hot magnesium chloride solutions The stress corrosion cracking (SCC) of austenitic stainless steels in hot magnesium chloride solutions is known to be transgranular. Therefore the slip-step-dissolution model is most favourable when explaining the failure mechanism. Constant load and constant extension rate tests (CERT) show that both methodes are almost equivalent. Moreover constant extension rate tests in more concentrated magnesium chloride solutions at 135°C reveal a small potential range of intergranular stress corrosion cracking more negative than the range of transgranular SCC. Observations of crack nucleation and crack propagation make plain that crack nucleation is a localized corrosion process. Pitting produces crack nucleis in the elastic range whereas cracks start along slip lines after plastic deformation. Fractography of specimens which failed by intergranular and transgranular SCC show macroscopically brittle fracture surfaces. Therefore a model is proposed which explains crack propagation by hydrogen-induced intermitted cracking at high-stressed sites at the crack tip.     

0Cr18Ni9不锈钢列车贮水箱点蚀与开裂原因分析

对不锈钢水箱发生的点蚀与开裂问题进行了分析，并模拟生产工况进行了试验研究。结果表明：冷装配时带楞角铁锤敲击造成的表面凹坑处、焊接时飞溅与电弧擦伤处的电极电位发生了变化，促使了点蚀的发生；另外，HAZ的过热区也是点蚀最易发生的部位，并且点蚀发生部位也是应力腐蚀开裂的裂纹源。