高Cl-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响
2018-02-28郝文魁李晓刚董超芳刘智勇
吴 伟,郝文魁,2,李晓刚,3,钟 平,董超芳,刘智勇,肖 葵
(1 北京科技大学 腐蚀与防护中心,北京 100083;2 国家电网智能电网研究院,北京 102200;3 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波 315201;4 中国航发北京航空材料研究院,北京 100095)
M152(1Cr12Ni3Mo2VN)和17-4PH(0Cr17Ni4-Cu4Nb)高强合金钢广泛应用于航空航天、机加工和核工业等高科技领域中的高强度部件[1-3],服役于弱酸、碱和盐环境中,腐蚀行为较为严重,特别是当环境中含Cl-时更容易发生应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking,SCC),导致设备失效,引发安全事故。
目前关于Cl-对SCC的影响研究大多集中在管线钢和不锈钢方面[4-7],姚小飞等[8]通过慢应变速率拉伸(Slow Strain Rate Tensile,SSRT)实验研究了13Cr油管钢在NaCl溶液中的SCC敏感性,发现随溶液中Cl-浓度的增加,超级13Cr油管钢的抗SCC性能降低,易发生SCC;李岩等[9]通过恒载荷法研究了Cl-浓度对304L不锈钢从点蚀到SCC转变行为的影响,表明当Cl-临界浓度在5~10mg/L之间时,1级椭圆形点蚀坑容易扩展为SCC;Zhao等[10]通过SSRT实验研究了X80钢在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的裂纹扩展行为,得出在3.5%NaCl溶液中X80钢的局部阳极溶解并不是腐蚀疲劳裂纹扩展的主要原因,而Ziaei等[11]发现用于井下内存压力计的316不锈钢的失效主要是因为氯化物引起点蚀发展成为应力腐蚀开裂,说明氯离子的存在能够提高SCC敏感性,促进SCC的发生。然而,上述研究主要针对常见的管道钢和奥氏体不锈钢,对强度相对较高的新钢种M152和17-4PH高强钢,现有的研究大多集中在时效温度[12-13],热处理[14-15]以及合金成分[16-17]等方面,缺乏对其在高Cl-环境中腐蚀行为和机理研究,尤其是其SCC及SCC敏感性尚未有清晰的认识。……
