【摘要】：被廣泛使用的18-8、18-12-Mo等Cr-Ni奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)外不銹鋼制造領(lǐng)域的重要研究課題,同時(shí)也是應(yīng)用不銹鋼的各工業(yè)部門亟待解決的重要工程問(wèn)題。針對(duì)奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕問(wèn)題,本文借助于光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、維氏硬度儀等設(shè)備,通過(guò)對(duì)服役15年后316L奧氏體不銹鋼箱式儲(chǔ)罐封頭焊縫附近的實(shí)際裂紋及其斷口的形貌特征以及焊接接頭與母材顯微組織及耐蝕性變化的分析,研究了316L奧氏體不銹鋼箱式儲(chǔ)罐封頭焊接接頭應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生機(jī)理。研究表明:不銹鋼儲(chǔ)罐封頭焊縫附近產(chǎn)生的裂紋具有明顯的應(yīng)力腐蝕裂紋特征,裂紋以沿晶和穿晶相混合的形式擴(kuò)展。在板厚方向上裂紋較深,在裂紋內(nèi)部存在大量腐蝕產(chǎn)物,奧氏體不銹鋼中的條狀δ鐵素體對(duì)裂紋的擴(kuò)展有延遲作用。裂紋斷口呈脆性斷裂特征,并在表面覆蓋了一層腐蝕產(chǎn)物。在取自儲(chǔ)罐的試樣表面還發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)蝕坑、晶間腐蝕裂紋和熔合區(qū)裂紋等缺陷,這些缺陷對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂起到了促進(jìn)作用。顯微組織研究結(jié)果表明不銹鋼儲(chǔ)罐組織主要由奧氏體和δ鐵素體組成。不銹鋼儲(chǔ)罐在長(zhǎng)期服役過(guò)程中,沿鐵素體/奧氏體界面和變形帶有M23C6碳化物沉淀析出,在鐵素體內(nèi)部及碳化物周圍有σ相析出,這些富Cr脆硬相的析出造成不銹鋼儲(chǔ)罐力學(xué)性能及耐蝕性的下降。應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)和草酸電解浸蝕試驗(yàn)結(jié)果表明焊接接頭熱影響區(qū)耐蝕性下降最為明顯。
【圖文】：

第一章 緒論蝕不銹鋼鈍化膜破壞的原因不同，已提出的點(diǎn)蝕機(jī)理主要分為吸離子滲透模型和遷移機(jī)理模型[7]以及機(jī)械破壞機(jī)理模型[8]等，描述的點(diǎn)蝕萌生和發(fā)展的具體過(guò)程稍有差別，但他們的基本觀為發(fā)生點(diǎn)蝕的第一步是在鈍化金屬表面上局部吸附具有侵蝕在侵蝕性離子的作用下發(fā)生水解作用（陽(yáng)離子的釋放以及陰離遷移），在金屬表面局部形成侵蝕性環(huán)境；在上述作用下在這生成的酸性溶液可局部地侵蝕氧化膜，，并進(jìn)一步侵蝕金屬基即使是在上述的微觀局部缺陷處，也存在鈍化膜的破損和修復(fù)只有當(dāng)這些微觀的孔底部的再鈍化速率小于金屬的溶解速率[9]。點(diǎn)蝕坑生長(zhǎng)過(guò)程的如圖 1-1 所示。

1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)所用材料為 316L 奧氏體不銹鋼，其化學(xué)成分如表 2-1 所示。試驗(yàn)材自不銹鋼箱式儲(chǔ)罐封頭的一部分，經(jīng)熱軋后旋壓而成，其橫截面顯微組織如 所示。從圖 2-1 中可以看出，其顯微組織主要由奧氏體和沿軋制方向存在狀殘余 δ 鐵素體組成。此儲(chǔ)罐在復(fù)雜的環(huán)境介質(zhì)下服役近 15 年，對(duì)從儲(chǔ)罐上取下的試樣進(jìn)行著色探傷發(fā)現(xiàn)，封頭部位在焊縫一側(cè)附近出現(xiàn)了大量的橫紋。根據(jù)著色探傷所顯示的裂紋位置，采用線切割的方法按圖 2-2 上標(biāo)示出的取樣。其中試樣分別包括母材試樣（在切取位置選擇時(shí)遠(yuǎn)離了焊接及邊緣免其他加工對(duì)母材組織的影響）、焊縫及熱影響區(qū)試樣（包括了焊接熱影響內(nèi)的整個(gè)焊縫的一半，以便觀察分析的組織）以及裂紋試樣（包含垂直于焊橫向裂紋）。此外還取未經(jīng)服役的 316L 奧氏體不銹鋼新母材作為對(duì)比，研役時(shí)間對(duì)封頭組織的影響。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.71;TG171

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚云芳;抗應(yīng)力腐蝕裂紋的渦輪機(jī)用鋼[J];中國(guó)鉬業(yè);1994年03期

2 袁翠娥;銅嘴零件的應(yīng)力腐蝕裂紋分析[J];航空工藝技術(shù);1996年01期

3 何敬成,陳鳴皋,李澤震,何澤云;反再系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)力腐蝕裂紋定量檢測(cè)及評(píng)定[J];材料保護(hù);2000年09期

4 劉喜明,連建設(shè);1Cr18Ni9Ti鋼應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生原因[J];金屬熱處理;2000年02期

5 王國(guó)凡;含鈦18-8鋼管循環(huán)水應(yīng)力腐蝕裂紋分析[J];表面技術(shù);2002年06期

6 王清;應(yīng)力腐蝕裂紋試驗(yàn)研究[J];焊接技術(shù);2003年03期

7 王建;;焊縫應(yīng)力腐蝕裂紋的原因分析及控制措施[J];金屬加工(熱加工);2010年10期

8 王麗;陳振茂;;基于裂紋精細(xì)數(shù)值模型的應(yīng)力腐蝕裂紋重構(gòu)[J];無(wú)損檢測(cè);2010年09期

9 王建運(yùn);;工業(yè)管道應(yīng)力腐蝕裂紋的檢驗(yàn)[J];化工設(shè)備與管道;2011年03期

10 劉顯超;;基于試驗(yàn)的應(yīng)力腐蝕裂紋臨界值研究[J];熱加工工藝;2012年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 焦廣臣;王煒哲;蔣浦寧;劉應(yīng)征;陳漢平;;當(dāng)?shù)貞?yīng)力狀況對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋起始?jí)勖挠绊懛治鯷A];第十五屆全國(guó)疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議摘要及論文集[C];2010年

2 劉勝利;陳旭;;重油催化裝置吸收塔應(yīng)力腐蝕裂紋的檢驗(yàn)、修復(fù)及處理[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文（摘要）集[C];2007年

3 肖三洪;劉勝利;王群;;滲透探傷技術(shù)在C—2301吸收塔應(yīng)力腐蝕裂紋檢驗(yàn)中的應(yīng)用[A];2006年第二屆七省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨學(xué)會(huì)改革與發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2006年

4 帥健;;X70和16Mn管線鋼在高PH值環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕裂紋的萌生[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（上）[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 肖英龍;高深度油井、氣井腐蝕環(huán)境與對(duì)策及高耐蝕井用管的開(kāi)發(fā)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2008年

2 陶少清;新型管線用不銹鋼無(wú)縫管[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 唐偉;微觀尺度下核電結(jié)構(gòu)材料應(yīng)力腐蝕裂紋斷裂參量分析[D];西安科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 蔡林;316L奧氏體不銹鋼箱式儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生機(jī)理研究[D];天津大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2542334