本文關鍵詞：316L不銹鋼在應力和腐蝕介質(zhì)協(xié)同作用下的腐蝕行為，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,316L不銹鋼憑借其優(yōu)良的綜合力學性能和耐蝕性越來越廣泛地應用在熱核工業(yè)、石油化工等領域。特別是在石油行業(yè),316L不銹鋼因其對CO2等介質(zhì)具有比較高的耐腐蝕性能,通常被用作油田管道和儲罐。但是316L不銹鋼在高Cl-濃度的環(huán)境下會發(fā)生點蝕,使這些設備存在潛在的風險。目前,尚未有足夠的數(shù)據(jù)表明在較大應力和高Cl-濃度的協(xié)同作用下是否會促進316L不銹鋼發(fā)生點蝕以及應力腐蝕開裂,這給該材料的應用和推廣帶來了較高風險。針對這一現(xiàn)象,本文通過在腐蝕介質(zhì)中建立恒載荷和恒變形條件,主要研究了恒應力條件下,316L不銹鋼在不同pH值和Cl-濃度的溶液中的腐蝕行為和力學行為。并利用掃描電鏡(SEM)、電化學分析系統(tǒng)等設備,著重分析了恒應力條件下,316L不銹鋼的腐蝕行為、應力腐蝕開裂以及腐蝕蠕變等問題。主要結(jié)論如下:(1)316L不銹鋼在應力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用下,隨著溶液pH值的增加和Cl-的濃度的降低,自腐蝕電位向正向移動,自腐蝕電流密度逐漸減小。試樣的斷裂時間從2.8天增加到9.5天,塑性損失從86%降到68%。即316L不銹鋼應力腐蝕敏感性減弱;隨著溶液中Cl-濃度的增加,試樣的斷裂時間從37天降到12天,塑性損失從40%降到4%,即316L不銹鋼應力腐蝕敏感性增強。通過對斷口形貌觀察發(fā)現(xiàn):隨著腐蝕溶液pH值的降低,微觀斷裂形貌韌窩變大,韌窩的數(shù)量減少,斷裂方式由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔选ｋS著溶液Cl-濃度的增加,微觀斷裂形貌韌窩尺寸變大,數(shù)量減少,出現(xiàn)類似河流花樣的形狀,呈現(xiàn)脆性斷裂的趨勢。即pH值的降低或Cl-濃度增加,316L不銹鋼的斷裂方式由韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變。另外,316L不銹鋼在應力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用下也會發(fā)生腐蝕蠕變現(xiàn)象,腐蝕蠕變速率均經(jīng)歷減速蠕變階段—穩(wěn)態(tài)蠕變階段—加速蠕變這三個階段。隨著溶液pH值的增加,穩(wěn)態(tài)蠕變速率從1.2×10-6s-1減小到5×10-7s-1,穩(wěn)態(tài)蠕變階段增加。隨著溶液Cl-濃度的降低,穩(wěn)態(tài)蠕變速率從4×10-7s-1減小到1.8×10-7s-1,穩(wěn)態(tài)蠕變階段同樣增加。(2)316L不銹鋼焊縫中心處的顯微組織為鐵素體+奧氏體,且鐵素體斷斷續(xù)續(xù)的分布在奧氏體基體上。焊縫熔合線附近處的金相組織分為兩部分:靠近焊縫一側(cè)的是由奧氏體和條狀鐵素體組成的兩相組織,靠近熱影響區(qū)一側(cè)的由單一奧氏體構(gòu)成。熱影響區(qū)的金相組織與母材相近,但相比于基體晶粒尺寸明顯長大。而母材金相組織主要是單一固溶態(tài)奧氏體,且晶粒大小分布比較均勻。將試樣浸泡在不同pH值和Cl-濃度的NaCl溶液中,一段時間后,試樣均發(fā)生了比較嚴重的腐蝕,隨著溶液pH值的降低或Cl-濃度的增加,試樣表面腐蝕程度增加。并且,相對于基體,焊縫的腐蝕更為嚴重。通過觀察試樣微觀腐蝕形貌,在酸性條件下,316L焊縫熔合線附近發(fā)生了應力腐蝕開裂,而堿性條件下沒有呈現(xiàn)應力腐蝕開裂的特征。
【關鍵詞】：316L不銹鋼 恒載荷 應力腐蝕開裂 腐蝕蠕變曲線 焊縫腐蝕行為
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與評價13-16
• 1.3 應力腐蝕開裂概述16-26
• 1.3.1 應力腐蝕開裂機理16-19
• 1.3.1.1 活性通路—電化學理論16-17
• 1.3.1.2 陽極溶解機理17
• 1.3.1.3 氫致開裂機理17-19
• 1.3.2 應力腐蝕開裂特征19-20
• 1.3.3 應力腐蝕開裂影響因素20-22
• 1.3.4 應力腐蝕開裂研究方法22-26
• 1.3.4.1 應力腐蝕開裂試樣選擇22-23
• 1.3.4.2 應力腐蝕開裂加載方式23-26
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容與目的26-28
• 第2章 實驗材料及方法28-36
• 2.1 實驗材料28
• 2.2 實驗設備28-31
• 2.3 實驗方法31-36
• 2.3.1 試樣制備31-32
• 2.3.2 實驗溶液配置32-36
• 第3章 恒應力作用下 316L不銹鋼腐蝕和力學行為36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 技術路線36-38
• 3.3 恒應力條件下 316L不銹鋼腐蝕行為38-43
• 3.3.1 316L不銹鋼電化學研究38-41
• 3.3.2 316L不銹鋼表面腐蝕形貌41-43
• 3.4 恒應力條件下 316L不銹鋼應力腐蝕開裂43-51
• 3.4.1 pH值對 316L不銹鋼應力腐蝕敏感性的影響44-46
• 3.4.2 Cl~-濃度對 316L不銹鋼應力腐蝕敏感性的影響46-48
• 3.4.3 316L不銹鋼應力腐蝕斷口形貌分析48-51
• 3.5 恒應力條件下 316L不銹鋼的腐蝕蠕變51-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 恒應變條件下 316L不銹鋼焊縫的腐蝕行為54-68
• 4.1 引言54-55
• 4.2 焊縫金相組織分析55-59
• 4.3 焊縫腐蝕行為59-66
• 4.3.1 焊縫在不同pH值條件下的腐蝕形貌59-63
• 4.3.2 焊縫在不同Cl~-濃度條件下腐蝕形貌63-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第5章 結(jié)論68-70
• 參考文獻70-76
• 致謝76

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