奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀开裂(上)

不锈钢知识
拉伸应力和特定腐蚀环境的组合可能会使不锈钢板破裂,这种攻击方式称为应力腐蚀开裂(SCC)。导致不锈钢发生SCC的最常见的环境暴露条件是氯化物的存在。

拉伸应力和特定腐蚀环境的组合可能会使不锈钢板破裂,这种攻击方式称为应力腐蚀开裂(SCC)。导致不锈钢发生SCC的最常见的环境暴露条件是氯化物的存在。尽管不锈钢材料对氯化物SCC免疫程度很大,但不锈钢板的相对电阻差异很大。

合金成分的影响:

氯化物SCC的相对抗性取决于不锈钢系列。奥氏体不锈钢系列是最易受影响的。奥氏体不锈钢对SCC的耐受性与其中的镍含量有关。

最容易发生SCC的奥氏体不锈钢的镍含量在8-10%的范围内。所以304、304L和316、316L等标准牌号对这种攻击方式很敏感。具有较高镍和钼含量的奥氏体级,如合金20、904L以及6%的钼超奥氏体等级具有显着更好的氯化物SCC电阻。

铁素体不锈钢系列包括430与444等级,对氯化物SCC非常耐受。具有奥氏体、铁素体组织的双相不锈钢具有在奥氏体和铁素体等级之间的电阻。

腐蚀试验

不锈钢对氯化物SCC的相对电阻通常通过使用标准沸腾盐溶液来量化。下表总结了26%NaCl(氯化钠),33%LiCl(氯化锂)和42%MgCl 2(氯化镁)沸腾盐溶液中的测试结果。沸腾的LiCl和MgCl 2测试溶液相对于实际应用非常具有侵蚀性,只有具有接近镍基合金的组成的奥氏体合金将常规地抵抗这些测试溶液中的裂纹。

表1:使用完全浸没的U形弯曲试样在标准沸腾盐溶液中测量的相对氯化物SCC电阻。

(取自生产者数据)

破裂外观
氯化物应力腐蚀开裂的典型裂纹形态由支化的晶核裂纹组成。图1显示在500°F(260℃)下暴露于0.2%氯化物的6Mo超级奥氏体不锈钢(N08367)上发生的裂纹。

图1:氯化物应力腐蚀开裂的典型外观