耐應力腐蝕斷裂性能

 

 

 

 

       雙相不銹鋼好早期的某些應用是基于它們耐氯化物應力腐蝕斷裂（SCC）的性能。與具有類似耐氯化物點蝕和縫隙腐蝕性能的奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼表現出明顯優越的耐應力腐蝕斷裂性能。雙相不銹鋼在化學加工工業的許多應用是代替奧氏體不銹鋼，用于有很大的應力腐蝕斷裂危險的場合。溫州市中達閥門管件有限公司 www.88273.cn

 

 

 

       然而，和許多材料一樣，雙相不銹鋼在特定條件下也易于發生應力腐蝕斷裂。這種情況可能發生于高溫、含氯化物的環境或易于促使氫致開裂的介質條件。雙相不銹鋼可能會發生應力腐蝕斷裂的環境條件如42％的沸騰氯化鎂溶液試驗，金屬處于高溫并暴露于加壓含水氯化物系統的液滴蒸發試驗（系統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中的相對耐氯化物應力腐蝕斷裂性能。得出這些數據的液滴蒸發試驗腐蝕條件很苛刻，因為試驗溫度為120℃(248℉)的高溫，并且氯化物溶液由于蒸發而濃縮。試驗中三種雙相不銹鋼UNS S32101、2205和2507好終在所受應力達到其屈服強度的某一百分比時發生斷裂，但這一百分數比316不銹鋼相應的百分比值高得多。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不銹鋼會發生斷裂的氯化物介質中，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試驗中的耐應力腐蝕斷裂性能（造成斷裂的應力以屈服強度的百分數表示）

 

來源：Outokumpu

 

 

 

表4總結了在不同腐蝕程度的各類試驗介質中，幾種不銹鋼的氯化物應力腐蝕斷裂行為。表的上部所列介質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。表中間的介質條件不那么苛刻。鉬含量小于4%的標準奧氏體不銹鋼在所有這些條件下均發生氯化物應力腐蝕斷裂，而雙相不銹鋼能夠耐受上述中間范圍的中等試驗條件。

 

 

 

 

 

表4：未焊接雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼在實驗室加速試驗中耐應力腐蝕斷裂性能比較 （來源：各種文獻資料）

 

 

 

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

 

 

 

 

 

圖11：2205雙相不銹鋼在20%NaCl – H2S介質中腐蝕的電化學預測和實驗結果