耐應(yīng)力腐蝕斷裂性能

 

 

 

 

       雙相不銹鋼好早期的某些應(yīng)用是基于它們耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂（SCC）的性能。與具有類似耐氯化物點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能的奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼表現(xiàn)出明顯優(yōu)越的耐應(yīng)力腐蝕斷裂性能。雙相不銹鋼在化學(xué)加工工業(yè)的許多應(yīng)用是代替奧氏體不銹鋼，用于有很大的應(yīng)力腐蝕斷裂危險(xiǎn)的場合。溫州市中達(dá)閥門管件有限公司 www.kmgltq.com

 

 

 

       然而，和許多材料一樣，雙相不銹鋼在特定條件下也易于發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。這種情況可能發(fā)生于高溫、含氯化物的環(huán)境或易于促使氫致開裂的介質(zhì)條件。雙相不銹鋼可能會發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的環(huán)境條件如42％的沸騰氯化鎂溶液試驗(yàn)，金屬處于高溫并暴露于加壓含水氯化物系統(tǒng)的液滴蒸發(fā)試驗(yàn)（系統(tǒng)中的溫度可能高于常壓下的溫度）。

 

 

 

       圖10給出了若干軋制退火的雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼在苛刻的氯化物介質(zhì)中的相對耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂性能。得出這些數(shù)據(jù)的液滴蒸發(fā)試驗(yàn)腐蝕條件很苛刻，因?yàn)樵囼?yàn)溫度為120℃(248℉)的高溫，并且氯化物溶液由于蒸發(fā)而濃縮。試驗(yàn)中三種雙相不銹鋼UNS S32101、2205和2507好終在所受應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度的某一百分比時(shí)發(fā)生斷裂，但這一百分?jǐn)?shù)比316不銹鋼相應(yīng)的百分比值高得多。由于雙相鋼在常壓下的氯化物水溶液中能夠耐應(yīng)力腐蝕斷裂，例如耐保溫層下的腐蝕，所以在已知304和316不銹鋼會發(fā)生斷裂的氯化物介質(zhì)中，可以考慮使用雙相不銹鋼。

 

 

 

 

 

圖10：軋制退火的雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼在120°C (248°F)氯化鈉溶液液滴蒸發(fā)試驗(yàn)中的耐應(yīng)力腐蝕斷裂性能（造成斷裂的應(yīng)力以屈服強(qiáng)度的百分?jǐn)?shù)表示）

 

來源：Outokumpu

 

 

 

表4總結(jié)了在不同腐蝕程度的各類試驗(yàn)介質(zhì)中，幾種不銹鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂行為。表的上部所列介質(zhì)由于含有酸性鹽而條件苛刻，表的下部由于溫度高而條件苛刻。表中間的介質(zhì)條件不那么苛刻。鉬含量小于4%的標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼在所有這些條件下均發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂，而雙相不銹鋼能夠耐受上述中間范圍的中等試驗(yàn)條件。

 

 

 

 

 

表4：未焊接雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼在實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)中耐應(yīng)力腐蝕斷裂性能比較 （來源：各種文獻(xiàn)資料）

 

 

 

       耐氫致應(yīng)力腐蝕受多種因素影響，不僅與鐵素體含量有關(guān)，而且與強(qiáng)度、溫度、充氫條件、外加應(yīng)力等有關(guān)。雙相不銹鋼盡管對氫致開裂敏感，但只要仔細(xì)評估和控制操作條件，在含氫介質(zhì)中仍可以利用其強(qiáng)度優(yōu)勢。這些應(yīng)用中好突出的是輸送弱酸氣體和鹽水混合物的高強(qiáng)度管道。圖11說明了2205雙相不銹鋼在含氯化鈉的酸性介質(zhì)中不發(fā)生腐蝕和易發(fā)生腐蝕的條件范圍。

 

 

 

 

 

圖11：2205雙相不銹鋼在20%NaCl – H2S介質(zhì)中腐蝕的電化學(xué)預(yù)測和實(shí)驗(yàn)結(jié)果