转化炉镍管裂纹成因分析

通过化学成分分析、金相检验、扫描电镜等方法对转化炉镍管裂纹原因进行了分析。结果表明,由于基体晶界及晶内二次碳化物大量析出,造成失效镍管内外管壁均存在晶间腐蚀现象,晶界腐蚀进一步发展为显微腐蚀裂纹,在高温高压下最终会造成管壁贯穿性腐蚀孔洞和断裂。     

煤气换热器钢管断裂原因分析

应用扫描电镜等仪器对煤气换热器钢管失效件的化学成分、金相组织、腐蚀产物和断口形貌进行检测与分析,找出钢管断裂的原因.结果表明:因渗铝过程中碳化物沿奥氏体晶界析出而在使用过程中形成的晶间腐蚀,是该锅炉钢管在外部应力作用下发生沿晶脆性断裂的主要原因.     

硫磺回收仪表阀门螺栓断裂原因

某大型石油化工生产企业在常规检查中发现,硫磺回收仪表阀门螺栓断裂。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试和断口分析等方法,分析了该螺栓断裂的原因。结果表明：螺栓的固溶处理工艺不恰当,使其晶界两侧形成了贫铬区,造成晶间碳化物的析出,从而发生晶间腐蚀,同时该螺栓中的镍和铬元素含量偏低,使其耐蚀性偏低,且螺栓的服役温度较低,未达到敏化温度,在腐蚀性介质的作用下,螺栓的非敏化型晶间腐蚀加重,最终导致螺栓断裂。     

水冷管线弯头焊缝热影响区开裂机理

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析（EDS）等多种检测手段对水冷管线断裂管组织、成分、断裂方式和断口形貌进行分析,找出开裂失效原因和失效机理。结果表明,该水冷管线为沿晶开裂,晶粒间析出碳化物(Fe,Cr)₂₃C₆。分析认为由于焊接工艺控制不当,在高温区停留过久,造成焊缝附近热影响区晶间析出(Fe,Cr)₂₃C₆,使晶界贫铬,发生晶间腐蚀,最终造成沿晶开裂。     

表面蒸发式空冷器管束失效分析与防护研究

目的 查明表面蒸发式空冷器管束失效原因,提出避免再次失效的对策。方法 目测管束失效部位宏观形貌,用金相显微镜得到管束基体的金相组织,用电子显微镜观察管束失效部位的微观形貌,用能仪谱获得管束基体及其失效部位的化学成分等。结果 目测可见失效部位管件表面有红褐色腐蚀产物存在,且管壁减薄非常明显,远离失效部位的管件表面完好;金相显微分析表明,管件基体金相组织与标准20#钢金相组织吻合;电子显微镜观察表明,管壁表面腐蚀产物疏松多孔;能谱分析表明,管件基体化学成分主要缺少了Cr、Ni、Cu这3种合金元素,管壁表面腐蚀产物化学成分由Fe、Zn、O、S组成。结论 Cr、Ni、Cu合金元素的缺失导致了管基体耐蚀性能降低,管程内烃类介质的含硫组分和管壳外换热介质的氧成分成为腐蚀源,电偶效应下的全面腐蚀导致管件基体快速减薄而穿孔泄露。使用化学成分符合国标的20#钢生产管束,并保证管束表面镀锌层的完整性,尽量减少烃类介质的含硫组分和换热介质的氧等含量,可以避免管束再次失效。     

304不锈钢法兰失效分析

通过宏观检查,化学成分分析,金相和扫描电镜分析,断口能谱分析以及晶间腐蚀试验分析,对某甲烷出口管线的法兰产生的裂纹进行了分析.结果表明:不锈钢晶间有碳化物析出,晶粒粗大,发生沿晶开裂,晶间腐蚀比较敏感,在沿海大气中Cl-的作用下产生了应力腐蚀开裂.     

热处理温度及析出相对镍基合金腐蚀性能的影响

利用金相法、扫描电镜、透射电镜(TEM)等技术研究了镍基耐蚀合金材料固溶时效处理过程中,晶间和晶内大量产生的析出相对材料性能的影响。通过实际摸索试验,对不同温度固溶时效处理以及微观组织变化、析出相出现的条件分析,研究了组织的变化以及析出相对材料性能的影响。结果表明析出相的类型与数量明显受处理温度的影响,析出相大量在晶界产生,几乎呈网状结构;拉伸形貌表明有析出相的断口属于沿晶脆性断裂。结合镍基耐蚀合金在油气田的应用环境,研究了镍基耐蚀合金在酸性环境下的腐蚀性能。碳化物析出相使得晶界形成贫铬区,引起晶内与晶界电位的差异而发生点蚀,点蚀主要集中在晶界处,析出相的存在造成材料耐蚀性下降。建议控制合适的工艺参数,控制碳含量在尽可能低的水平,避免大量析出物的生成影响材料的耐蚀性能。     

Stavax ESR钢洗衣机面板模具开裂原因分析

针对Stavax ESR钢洗衣机面板模具开裂问题,对模具失效件进行断口扫描电镜及微区能谱分析,以及采用金相显微镜对材料基体组织进行检测,综合检测结果,最终确定造成模具早期开裂的内在原因,是由于组织中沿晶界残留未溶颗粒状及薄片状碳化物,材料强度急剧降低,脆性显著增大。模具在热加工过程中碳化物沿晶界析出形成网状碳化物,在热处理加热保温过程中,网状碳化物经过固溶和聚集,形成未溶颗粒状及薄片状碳化物。热处理加热过程的热应力以及淬火过程的组织应力,导致未溶颗粒状及薄片状碳化物周围产生内裂纹。模具冷却水孔的机加工过程,使沿晶开裂特征的内裂纹显露出来。模具服役承载时产生的工作应力,促使裂纹的进一步萌生和扩展。     

换热设备用不锈钢材料腐蚀失效分析

用能量散射能谱(EDS)、金相分析和化学分析等手段，对换热器用的1Cr18Ni9Ti不锈钢材料的腐蚀失效行为进行了分析.结果表明，换热器用1Cr18Ni9Ti不锈钢的腐蚀失效主要由不锈钢晶间的碳化物析出、环境介质中氯离子含量过高及残余应力所引起.     

2Cr13Ni2不锈钢零件的失效机制分析

采用金相检验、扫描电镜和能谱分析技术研究了2Cr13Ni2不锈钢螺母的开裂失效机制.结果表明,开裂螺母的组织粗大,晶界处的碳化物和硫化物引起了晶间腐蚀,裂纹萌生于粗晶间腐蚀部位,导致该螺母发生沿晶脆性断裂.     

Influence of heat treatments and chemical composition on SCC susceptibility during repairing procedure of overlaying of Inconel 182 by laser surface melting

Abstract

A practical repairing technique using laser surface melting (LSM) was developed to remove the stress corrosion cracking (SCC) in overlaying of Inconel 182. Influence of microstructure of different heat treatments performed during repairing process on intergranular cracking/intergranular stress corrosion cracking (IGC/IGSCC) susceptibility was discussed. The intergranular precipitate was identified as M₂₃ C₆ by TEM. The microstructure with no intergranular precipitate and refiner sub-grain after LSM process shows excellent IGC/IGSCC resistance. The stress relief heat treatment induced severe microstructure of high IGC/IGSCC susceptibility, owing to the semicontinuous intergranular precipitation. The influence of Nb/C ratio on IGC/IGSCC susceptibility of three nickel based superalloys after LSM process was also investigated. For both of the Inconel 182 alloys with different Nb content, the microstructure after LSM process and following sensitisation treatment showed precipitation free grain boundary. The results of corrosion tests also indicated that the material with higher Nb/C ratio showed higher IGC/IGSCC resistance after LSM process and following sensitisation treatment.     

植入不锈钢腐蚀疲劳过程中的晶间腐蚀

用ＳＥＭ研究了浸在Ｈａｎｋ模拟体液中的轧态３１６Ｌ和铸态３１６Ｌ和铸态３１７Ｌ不锈钢在腐蚀疲劳期间产生的间晶腐蚀。结果表明，腐蚀疲劳初始裂纹是在腐蚀晶界上孕育产生的，在疲劳应力作用下，由沿晶扩展变为穿晶扩展；晶间腐蚀不是由碳化物析出造成晶界贫Ｃｒ产生的。而是一种非敏化晶间腐蚀。     

海水冷却装置20#碳钢管腐蚀破损分析

应用光学显微镜、电子能谱分析、Ｘ－射线衍射分析和电化学方法对渔船海水冷却装置２０＃碳钢管腐蚀破损事故进行分析,结果表明,产生腐蚀损坏的主要原因是由于材料热处理不当,导致晶粒粗化,出现脱碳层,且处基体中氯离子聚集,引起孔蚀所致。     

降碳增氮对马氏体不锈钢淬火组织和性能的影响

采用激光扫描共聚焦显微镜、扫描电镜、硬度计、X射线衍射仪和盐雾试验机,研究了不同温度(950、1000、1050、1100℃)下30Cr13和30Cr14N钢在马弗炉中空淬后,氮含量对30Cr13钢显微组织、碳化物、硬度和耐蚀性能的影响。结果表明,淬火温度相同,30Cr14N钢比30Cr13钢硬度高、碳化物少和耐蚀性能好。氮不仅影响马氏体不锈钢的显微组织及硬度,还能通过降碳增氮,避免因碳化物过多的析出而引起的晶间腐蚀,而FeNiN的析出不会像Cr₂₃C₆析出造成显著的晶间腐蚀。因此,降碳增氮是改善马氏体不锈钢组织和性能的一种有效途径。     

高碳奥氏体耐热钢晶间腐蚀行为与纳米化快速脱敏的研究进展

在传统304不锈钢基础上开发的高碳奥氏体耐热钢Super304H具有优异的高温性能,被大量应用于制造超超临界火电机组的过热器管和再热器管,然而其高碳含量带来的高晶间腐蚀敏感性问题已成为影响Super304H钢安全运行的关键因素。为此,研究人员从Super304H奥氏体耐热钢管材的成分优化、热处理工艺改进,特别是脱敏自愈合工艺调控与机理等几个方面进行了研究,寻求降低该材料晶间腐蚀敏感性的方法。在简介奥氏体耐热钢晶间腐蚀机理的基础上,重点综述了近年来Super304H钢晶间腐蚀防护各类对策的研究进展。目前传统的选取C含量下限、添加Nb稳定化元素和双固溶处理等常规手段,都无法有效遏制Super304H钢在高温服役过程中因M₂₃C₆的快速形成而引发的高晶间腐蚀敏感性,只能另辟蹊径。通过采用表面喷丸纳米化工艺,不仅加快富铬碳化物M₂₃C₆的形成,而且也促进了贫铬区的自愈合,实现了快速脱敏的目标。然而,严重的塑性变形组织在高温时效早期便出现富铬sigma相快速析出的异常现象,导致Super304H钢的腐蚀性能劣...     

晶粒尺寸对奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响

采用微观形貌观察、电化学方法以及晶界分布特征分析研究316L不锈钢扩散连接接头的晶间腐蚀敏感性,探讨晶粒尺寸和微观结构对不锈钢扩散连接接头敏化的影响。结果表明,扩散连接接头在650 ℃下敏化100 h后晶界处几乎没有发现络合物的析出,而母材经过8 h敏化则析出大量络合物。随着晶粒的增大,316LSS晶间腐蚀敏感性降低。晶粒粗化和低能晶界比例的提高导致扩散连接接头的抗晶间腐蚀能力提高,但晶粒粗化是主要因素。     

氯化聚乙烯反应釜内部锆复合层失效分析

通过金相检验、能谱分析、物相分析等技术手段对反应釜内部锆复合层焊缝处开裂问题进行分析,结果表明:该反应釜内部锆复合层的主要腐蚀形式包括点蚀、晶间腐蚀以及由于第二相引起的腐蚀;点蚀发生的主要原因是金属基体和氧化膜之间形成活化—钝化腐蚀电池,从而不断地从表面向内部腐蚀,形成点蚀;局部严重腐蚀的主要原因是在焊接过程中气体保护不充分,焊接时导热性不好或焊接参数过高,造成在焊缝处形成二氧化锆,导致晶界和晶粒之间存在电化学不均匀性,从而产生晶间腐蚀。     

Intergranular corrosion susceptibility in supermartensitic stainless steel weldments

The intergranular corrosion susceptibility in supermartensitic stainless steel (SMSS) weldments was investigated by the double loop – electrochemical potentiokinetic reactivation (DL-EPR) technique through the degree of sensitization (DOS). The results showed that the DOS decreased from the base metal (BM) to the weld metal (WM). The heat affected zone (HAZ) presented lower levels of DOS, despite of its complex precipitation mechanism along the HAZ length. Chromium carbide precipitate redissolution is likely to occur due to the attained temperature at certain regions of the HAZ during the electron beam welding (EBW). Scanning electron microscopy (SEM) images showed preferential oxidation sites in the BM microstructure.     

Cu含量对一种新型Al-Mg-Si合金晶间腐蚀的影响

采用浸泡腐蚀实验和电化学实验研究了Cu含量变化和热处理条件对一种新型舰载飞机用Al-Mg-Si合金的耐腐蚀性能的影响.结果表明,添加Cu后,实验合金的 腐蚀方式由点蚀转变为晶间腐蚀,且腐蚀程度随Cu含量的增加而严重;与欠时效和过时效状态相比,T6态对晶间腐蚀较敏感,与晶界析出相的连续分布有关.电化学实验表明,所有实验合金均较快进入钝态;随Cu含量的增加,实验合金的自腐蚀电位向正向变化,腐蚀电流密度增加;随时效时间的延长,点蚀电位、晶间腐蚀的临界点位和自腐蚀电位逐渐向负向变化.而点蚀电位和自腐蚀电位随时效时间呈抛物线变化,晶间腐蚀的临界电位则呈直线变化.        

氮对高纯奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能的影响

采用电化学、化学浸渍、俄歇电子能谱分析、物理化学相分析等方法研究了氮对高纯奥氏体不锈钢000Cr19Ni14耐敏化态晶间腐蚀和非敏化态晶间腐蚀性能的影响,并探讨了其作用机理.结果显示,高纯奥氏体不锈钢加氮合金化(≤0.20%)基本上消除敏化态晶间腐蚀,敏化处理不会引起晶界贫铬;当氮含量不超过0.087%时,对非敏化态晶间腐蚀影响很小,而超过0.087%时,由于在晶界氮元素的偏聚以及氮化铬的析出加速非敏化态晶间腐蚀.