LC4铝合金的应力腐蚀研究

用Ⅱ型试样以慢拉伸方法研究了拉伸速度和极化电位对LC4铝合金应力腐蚀开裂行为的影响。采用应力腐蚀开裂面积A_(SCC)、应力腐蚀最大抗拉强度σ_(SCC)及其所对应的应变ε_(SCC)作为衡量应力腐蚀开裂敏感性的参数。结果表明,随拉伸速度降低,应力腐蚀开裂敏感性升高,但用σ_(SCC)来表现应力腐蚀开裂的敏感性不如A_(SCC)明显。阳极极化使抗拉强度下降;阴极极化时。若极化电位较小,则抗拉强度略有升高,强阴极极化抗拉强度则又会降低,说明应力腐蚀包含氢脆和阳极溶解两种机制。断口形貌观察发现,开路、阴极极化和充氢时的断口形貌相同,阳极极化则与其不同,表明开路时的应力腐蚀开裂是以氢脆为主的。     

硫化氢环境中17-4PH钢抗氢致开裂与应力腐蚀开裂性能

根据美国NACE标准研究了17-4PH钢在酸性H2S水溶液中的抗氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂(SCC)的性能,利用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了裂纹及组织形貌,并结合理论分析了材料的氢致开裂与应力腐蚀开裂行为。结果表明:17-4PH钢在标准NACE试验溶液中会产生氢致裂纹,试样内部微裂纹主要在晶界、夹杂等缺陷处成核并扩展;标准C型环试样在0.8σs的恒应力作用下,浸泡于饱和硫化氢溶液中,720h内3组试样均发生断裂,表明其SCC敏感性较大,试样的宏观裂纹由边缘向内部扩展;扫描电镜结果显示,SCC断口有明显的脆性断裂(解理断口)特征,应力腐蚀开裂是由HIC引起,且裂纹扩展形式多为穿晶型。     

X70钢焊接接头在近中性溶液中应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜以及电化学测量技术研究了X70管线钢焊接接头在近中性模拟土壤溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。在试验溶液中,随着外加极化电位降低管线钢SCC敏感性增强,电位负移到一定电位值后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值降低,腐蚀速率增大,敏感电位区间负移。施加阴极电位时,在试样断口观察到明显的准解理脆断特征,断口和柱面有穿晶SCC裂纹。分析了焊接接头试样HAZ的SCC机理,在试验介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,适当的电位可以使阳极溶解和氢致开裂的联合作用达到最大,从而造成较严重的应力腐蚀开裂。     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

盐水酸碱度对6082铝合金搅拌摩擦焊缝应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜、光学显微镜和能谱分析等手段,研究并比较了6082铝合金搅拌摩擦焊(FSW)焊缝在空气和pH分别为6,7,8的3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)性能,讨论了该合金焊缝在不同盐水介质中产生应力腐蚀开裂差异的原因。结果表明:FSW焊缝在偏酸、偏碱及中性NaCl溶液中的SCC敏感性指数ISSRT依次为0.13,0.074,0.055;在中性盐水和弱碱性盐水中,焊缝主要是韧性断裂,SCC特征不明显,在弱酸性盐水中的断口呈混合型断裂的某些SCC特征。     

Al-Zn-Cu-Mg及Al-Cu-Mg在氯化物水溶液中应力腐蚀开裂的扫描电镜断口形貌

本文研究了Al—Zn—Cu—Mg及Al—Mg—Cu在氯化物水溶液中用慢应变速率方法得到的应力腐蚀开裂的扫描电镜断口形貌。结果发现两种铝合金在氯化物水溶液中的应力腐蚀开裂断口复盖着—层腐蚀产物,这层腐蚀产物可以呈现不同的扫描电镜断口形貌,如类似解理的“平滑”形貌,“龟裂泥巴状”形貌等等。遮盖了应力腐蚀开裂固有的真实形貌;应力腐蚀开裂固有的真实形貌是相同的,呈典型的沿晶开裂形貌,盖有腐蚀产物层的形貌则取决于介质pH和电位。因此,应该根据铝合金应力腐蚀开裂固有的真实扫描电镜断口形貌来鉴别铝合金的应力腐蚀。将断口进行化学去膜处理可以得到铝合金应力腐蚀开裂的固有的真实的扫描电镜断口形貌。     

喷丸对800合金在高温碱性溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

在315℃10%的NaOH溶液中采用恒应变法加载的C型环试样,研究了喷丸工艺对国产800合金管材料应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响。结果表明,在腐蚀试验进行500h后,未喷丸以及喷丸覆盖率较低的试样管均出现了不同程度的应力腐蚀开裂。随着喷丸覆盖率的提高,800合金的抗SCC能力明显增强。     

波纹不锈钢换热板腐蚀开裂失效分析

对失效开裂的波纹不锈钢板进行了外观检查，用电子显微镜观察了开裂断口和裂纹断口的形貌与特征；能谱分析得到了断口腐蚀产物和不锈钢板上沉积物的元素组成与含量；红外光谱分析结果表明使用在波纹不锈钢板端之间的三元乙丙橡胶密封垫片用粘合剂为氯丁橡胶，分析推断氯离子来源于氯丁橡胶的高温分解.综合分析结果表明，波纹不锈钢换热板失效开裂是由氯离子导致的应力腐蚀开裂所致；以穿晶型开裂为主，同时也存在沿晶型开裂.      

TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为

采用楔形张开加载（WOL）试样开展应力腐蚀试验,研究TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,分析应力腐蚀开裂（SCC）机理。结果表明,腐蚀24 h后,即可在试样表面观察到SCC裂纹。腐蚀30 d和75 d的试样,SCC裂纹长度接近,且都明显大于腐蚀15 d的试样,说明15～30 d内SCC扩展终止。试样的加载应力越大,裂纹长度越长,随着裂纹扩展,应力逐渐松弛,当残余KI值降低到38 MPa·m~(1/2)附近时,SCC扩展终止。SCC扩展是应力和腐蚀耦合作用的过程,在SCC起始阶段,应力主导裂纹快速扩展,断口呈韧窝形貌。SCC中后阶段,断口呈解理形貌和鳞片状花样,鳞片边缘存在钛氧化物,推测是由于应力松弛后的裂纹间歇性驻留和阳极溶解促进的裂纹继续扩展反复交替作用形成的。     

海水淡化系统取水泵叶轮开裂失效分析

通过宏观形貌、化学成分、金相、维氏硬度、裂缝断口形貌和断口微区成分分析等,研究了某核电站取水泵叶轮开裂失效原因。结果表明,叶轮样品中存在大量缩松、缩孔等铸造缺陷,在铸造缺陷部位发生缝隙腐蚀扩展,最终导致工件开裂失效。     

化工压力容器用钢应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率应力腐蚀方法,研究了化工压力容器用钢在不同温度和不同浓度NaOH碱性溶液中的应力腐蚀行为,并对断口形貌进行了观察。结果表明,在腐蚀介质浓度和应变速率相同的前提下,溶液温度的升高会使得压力容器用钢的断后伸长率和抗拉强度逐渐降低,同时会使压力容器用钢的应力腐蚀断裂时间逐渐缩短。在腐蚀溶液温度和应变速率相同的前提下,腐蚀介质浓度的提高会使试样的断后伸长率降低,同时应力腐蚀断裂时间逐渐缩短。在高温NaOH碱性溶液中化工压力容器用钢发生了沿晶和穿晶开裂,断口中还可见明显的腐蚀产物。     

敏化温度对445J2不锈钢应力腐蚀开裂的影响

通过慢应变速率拉伸试验研究了不同敏化温度(550、650和750℃)处理的超纯铁素体不锈钢445J2在不同温度(20、40和60℃)的3.5 mass%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性。采用光学显微镜和扫描电镜(SEM)分析了试样的组织和断口形貌,研究了敏化温度和溶液温度对445J2不锈钢应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。结果表明：445J2不锈钢在敏化温度为650℃、溶液温度为60℃时,断口表面基本都被腐蚀产物所覆盖,腐蚀情况最严重,表现出最高的应力腐蚀敏感性。     

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头应力腐蚀的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面改性处理,通过SSRT分析了激光冲击处理对试样在NACE饱和H2S溶液中应力腐蚀的影响。采用扫描电镜观察了激光冲击处理前后试样表面腐蚀产物形貌、断口形貌和应力腐蚀裂纹形貌等,并用能谱分析仪分析了腐蚀产物化学成分组成,探讨了激光冲击处理对试样SCC的影响机理。结果表明:激光冲击处理后焊接接头抗拉强度、伸长率和断面收缩率分别提高了5.1%、4.5%和28.7%,内积功的SCC敏感性指数Iscc从50.94%下降至45.10%,降低了11.64%,断口形式由脆性断裂转变为韧性断裂。激光冲击处理改善了焊接接头表面应力状态和材料组织结构,减缓了裂纹的萌生和扩展,增强了其抗SCC的性能,但不能消除明显的应力腐蚀倾向;激光冲击处理降低了氢致开裂的倾向,有利于提高焊接接头抗H2S应力腐蚀的性能。     

家用水管铅黄铜接头应力腐蚀开裂分析

针对家用水管铅黄铜接头开裂问题,运用失效分析方法,分析了宏观痕迹、断口微观形貌和腐蚀产物能谱、化学成分和金相组织分析。根据开裂接头宏观形貌、断口微观形貌及腐蚀产物能谱分析、化学成分及金相组织分析,并结合理论知识,分析确定了开裂的主要原因,即水管接头开裂属于应力腐蚀开裂,化学成分不合格和Pb相数量较多且尺寸较大、组织不均匀是造成接头开裂的主要原因,对预防再度发生同种失效现象具有重要的借鉴意义。     

苯酚生产装置的316L不锈钢塔开裂失效分析

对开裂失效的苯酚生产装置316L不锈钢塔塔身与塔板进行了外观检查，金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了腐蚀开裂断口的形貌；X射线衍射技术和SEM分析了断口表面腐蚀产物的组成.结果表明，开裂失效的原因是氯离子导致的应力腐蚀开裂.      

火焰加热炉炉管泄漏原因分析

通过对泄漏的火焰加热炉开裂炉管裂纹及断口形貌观察、断口表面产物的EDX能谱分析,结果表明该加热管为304奥氏体不锈钢无缝管。管子泄漏是发生连多硫酸应力腐蚀开裂所致。对发生连多硫应力腐蚀开裂的原因进行了分析与讨论。     

人造水晶釜开裂的研究

本文从两个实际人造水晶釜开裂形态观察及产物分析入手,研究丁CrNiMo低合金高强度钢在NaOH,水溶液中SCC及CF行为,提出人造水晶釜开裂的类型、机理及提高抗断裂能力的途径。试验结果还表明对CrNiMo低合金钢-NaOH水溶液体系,CF过程中的SCC行为可以降低CF裂纹扩展速率。     

16Mn(HIC)钢在硫化氢环境中的应力腐蚀开裂行为

用慢应变速率拉伸实验及U形弯试样浸泡实验研究了16Mn钢和16Mn(HIC)钢的基体及焊缝材料在酸性H2S溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:在实验条件下上述材料均具有明显的SCC敏感性,其裂纹是氢致开裂引起的穿晶型应力腐蚀开裂;16Mn(HIC)钢抗SCC的性能优于16Mn钢,但16Mn(HIC)不具有明显的耐SCC的性能;两种材料焊缝的SCC敏感性明显大于母材,热处理能够改善焊缝抗应力腐蚀开裂的性能.     

供热管道铰链型波纹管补偿器失效原因分析

通过宏观形貌检验、金相检验、断口分析和腐蚀产物化学成分分析,对发生泄漏的奥氏体不锈钢铰链型波纹管补偿器进行了失效原因分析。结果表明:使用介质中氯离子引起的应力腐蚀导致了波纹管补偿器开裂和泄漏。     

5083铝合金慢应变速率拉伸下的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸(SSRT)测试法及扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)分析手段,研究了预变形量及应变速率对5083铝合金在空气和3.5%NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。结果表明:在空气中,5083铝合金几乎不发生SCC现象,其断口均呈现韧性断裂形貌;在3.5%NaCl溶液中,5083铝合金具有SCC敏感性,其断口呈现局部沿晶界或相界断裂形貌,随着应变速率的减小,应力腐蚀敏感指数(ISSRT)增大,当应变速率减至1×10-6s-1时,其应力腐蚀断口呈现典型的解理脆断特征;(Mg5Al8)等第二相析出及预变形后位错增多是导致5083铝合金SCC敏感性增大的主要原因。