双相不锈钢耐应力腐蚀断裂性能

耐应力腐蚀断裂性能

 

 

 

 

       双相不锈钢好早期的某些应用是基于它们耐氯化物应力腐蚀断裂（SCC）的性能。与具有类似耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能的奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢表现出明显优越的耐应力腐蚀断裂性能。双相不锈钢在化学加工工业的许多应用是代替奥氏体不锈钢，用于有很大的应力腐蚀断裂危险的场合。温州市中达阀门管件有限公司 www.openvalves.com

 

 

 

       然而，和许多材料样，双相不锈钢在特定条件下也易于发生应力腐蚀断裂。这种情况可能发生于高温、含氯化物的环境或易于促使氢致开裂的介质条件。双相不锈钢可能会发生应力腐蚀断裂的环境条件如42％的沸腾氯化镁溶液试验，金属处于高温并暴露于加压含水氯化物系统的液滴蒸发试验（系统中的温度可能高于常压下的温度）。

 

 

 

       图10给出了若干轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在苛刻的氯化物介质中的相对耐氯化物应力腐蚀断裂性能。得出这些数据的液滴蒸发试验腐蚀条件很苛刻，因为试验温度为120℃(248℉)的高温，并且氯化物溶液由于蒸发而浓缩。试验中三种双相不锈钢UNS S32101、2205和2507好终在所受应力达到其屈服强度的某百分比时发生断裂，但这百分数比316不锈钢相应的百分比值高得多。由于双相钢在常压下的氯化物水溶液中能够耐应力腐蚀断裂，例如耐保温层下的腐蚀，所以在已知304和316不锈钢会发生断裂的氯化物介质中，可以考虑使用双相不锈钢。

 

 

 

 

 

图10：轧制退火的双相不锈钢和奥氏体不锈钢在120°C (248°F)氯化钠溶液液滴蒸发试验中的耐应力腐蚀断裂性能（造成断裂的应力以屈服强度的百分数表示）

 

来源：Outokumpu

 

 

 

表4总结了在不同腐蚀程度的各类试验介质中，几种不锈钢的氯化物应力腐蚀断裂行为。表的上部所列介质由于含有酸性盐而条件苛刻，表的下部由于温度高而条件苛刻。表中间的介质条件不那么苛刻。钼含量小于4%的标准奥氏体不锈钢在所有这些条件下均发生氯化物应力腐蚀断裂，而双相不锈钢能够耐受上述中间范围的中等试验条件。

 

 

 

 

 

表4：未焊接双相不锈钢和奥氏体不锈钢在实验室加速试验中耐应力腐蚀断裂性能比较 （来源：各种文献资料）

 

 

 

       耐氢致应力腐蚀受多种因素影响，不仅与铁素体含量有关，而且与强度、温度、充氢条件、外加应力等有关。双相不锈钢尽管对氢致开裂敏感，但只要仔细评估和控制操作条件，在含氢介质中仍可以利用其强度优势。这些应用中好突出的是输送弱酸气体和盐水混合物的高强度管道。图11说明了2205双相不锈钢在含氯化钠的酸性介质中不发生腐蚀和易发生腐蚀的条件范围。

 

 

 

 

 

图11：2205双相不锈钢在20%NaCl – H2S介质中腐蚀的电化学预测和实验结果