Page 85 - 理化检验-物理分册2019年第五期

张瑞锋, 等: ３０４ 不锈钢弯头开裂失效分析

图 １５ 腐蚀产物 EDS结果
Fi g 敭１５ EDSresultsofcorrosionp roducts a EDSanal y sis p osition b EDSs p ectrum
结果见表 １ .可见其化学成分 符 合 GB / T１２２０－ ２００７ « 不锈钢棒» 对 ３０４ 不锈钢成分的技术要求.
表 １ 弯头的化学成分( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionsoftheelbow massfraction ％
项目 C Ni Si Mn Cr Mo P S Ti
实测值 ０．０６ ８．０４ ０．０８ １．６６ １８．２０ ０．０４ ０．０４２ ０．００１ ０．００１
标准值 ≤０．０８ ８．００~１１．００ ≤１．００ ≤２．００ １８．００~２０．００ － ≤０．０４５ ≤０．０３０ －

１．５ 力学性能试验 结果见表 ２ .可见其力学性能 符 合 GB / T１２２０－

在带有裂纹的弯头上取样进行力学性能试验, ２００７ 对 ３０４ 不锈钢力学性能的技术要求.
表 ２ 弯头的力学性能试验结果
Tab敭２ Mechanical p ro p ert y testresultsoftheelbow
项目 屈服强度 R p ０．２ / MPa 抗拉强度 Rm / MPa 断后伸长率 A / ％ 断面收缩率 Z / ％ 冲击吸收能量 / J
实测值 ３８２ ６４７ ５９ ７３ ２１２
标准值 ≥２０５ ≥５２０ ≥４０ ≥６０ －

１．６ 晶间腐蚀试验 纹的形成起到了重要作用.从裂纹的走向判断, 内

在弯 头 中 心 部 位 切 取 ２ 片 试 样, 按 照 GB / T 弯侧必然受到沿轴向的拉应力作用.对于材料本身
４３３４．５－２００８ 进行晶间腐蚀试验, 结果发现多处轻 而言, 管道弯制成型后内侧表面受压应力作用, 且从
微的晶间腐蚀裂纹, 见图 １６ . 两端到中心逐渐增大, 端部压应力最小, 在焊接时端
部压应力形成应力松弛, 即消除部分或全部压应力.
管道输送的氧气产生 ８５ 个大气压力, 对弯管外表面
施加拉应力, 即使抵消材料自身内侧的压应力, 最终
内弯侧也受到拉应力的作用, 尤其端部受力显著, 而
外弯侧是拉应力叠加, 产生更大的拉应力.
可以看出, 腐蚀介质以及拉应力状态、 大小对裂
纹形成影响较大, 二者缺一不可.腐蚀越严重, 拉应
图 １６ 晶间腐蚀试样宏观形貌 力越大, 裂纹越明显.裂纹起源于外表面, 呈树枝状
Fi g 敭１６ Macromor p holo gy oftheinter g ranularcorrosionsam p les 向内部延伸, 裂纹的长和宽不成正比, 且不连续, 分
叉较多, 逐渐变细, 符合应力腐蚀裂纹的特征.
２ 分析与讨论
金相分析结果表明, 裂纹沿晶界从表面向内部
宏观分析结果表明, 沿弯头周向形成的裂纹位 延伸, 裂纹起始部分两侧腐蚀严重, 晶粒已被彻底腐
于端部且靠近焊接区域, 裂纹没有在弯头的整个圆 蚀, 是早期裂纹形成后腐蚀介质的持续作用造成的,
周上形成, 只存在于残留腐蚀产物的内弯侧, 而表面 而内部腐蚀相对较轻, 个别晶粒被腐蚀, 但沿晶裂纹
光滑的外弯侧未形成周向裂纹, 可见腐蚀产物对裂 较多.弯头裂纹处的显微组织为奥氏体, 是正常的
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