Page 86 - 理化检验-物理分册2019年第五期
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张瑞锋, 等: ３０４ 不锈钢弯头开裂失效分析
基体组织, 晶粒比较均匀, 但晶界有一定量的碳化物 期因雨水、 盐分产生弱的腐蚀介质, 再加上管道输送
析出会弱化晶界的结合力.焊接区域包括 热影响 的氧气对管壁外表面作用产生的拉应力以及弯头材
区、 熔合线处的显微组织正常, 未形成焊接缺陷, 焊 料本身抗晶间腐蚀性差, 最终弯头发生开裂失效.
接质量良好.远离裂纹区的试样也出现腐蚀裂纹, 建议在使用维护方面, 对管道容易富集腐蚀介
裂纹从端部向中心逐渐减弱, 说明中部受到拉应力 质的部位进行定期清理或者涂覆防腐蚀涂层, 阻断
的作用减弱. 腐蚀介质对管道的作用, 必要时减轻管道外壁所受
扫描电镜及能谱分析结果表明, 断口氧化区域为 的拉应力, 如降低输送氧气的压力; 材料方面, 降低
裂纹扩展部分, 呈冰糖状的沿晶微观形貌与金相分析 不锈钢材料的碳含量或加入不锈钢稳定化元素钼、
结果对应.最大只有 ２mm 宽具有金属光泽的断面 钛、 铌等, 避免使用对应力腐蚀敏感的不锈钢材料.
是裂纹未扩展区, 但已伴有沿晶特征, 如果裂纹继续
参考文献:
扩展, 弯头将彻底爆裂.断口附着大量含有氧、 铁、
氯、 钠、 钾等元素表明材料长期暴露受到雨水、 盐分腐 [ １ ] 孙智, 江利, 应展鹏 ． 失效分析基础应用[ M ] ． 北京: 机
蚀.奥氏体不锈钢对氯离子的应力腐蚀很敏感, 少量 械工业出版社, ２００５．
的氯离子就可能导致不锈钢的应力腐蚀开裂 [ ３Ｇ６ ] . [ ２ ] 束德林 ． 金属力学性能[ M ] ． 北京: 机械工业出版社,
弯头的化学成分都在合格范围内, 力学性能试 １９９９．
[ ３ ] 熊立斌, 孟若愚 ．０Cr１８Ni９ 不锈钢换热管应力腐蚀开
验结果良好, 表明原材料依据验收标准合格.
裂原因分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１７ , ５３ ( １２ ):
晶间腐蚀试验结果分析表明, 虽然 ３０４ 不锈钢
９１５Ｇ９１７．
材料因缺少碳化物稳定化元素钼、 钛、 铌等, 使其抗
[ ４ ] 史宝良, 李岩, 张腾飞, 等 ． 液氨储存罐 ３０４ 不锈钢法
晶间腐蚀的能力较弱, 但对于工作环境设计要求不
兰连接螺栓断裂失效分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册),
高的工件而言, 如输送低压气体、 液体管道, 发生晶
２０１７ , ５３ ( １０ ): ７４０Ｇ７４５．
间腐蚀开裂的风险很低. [ ５ ] 李炯辉, 林德成 ． 金属材料金相图谱[ M ] ． 北京: 机械
工业出版社, ２００６．
３ 结论及建议 [ ６ ] 刘智勇, 董超芳, 李晓刚 ．３Cr１７Ni７Mo２SiN 不锈钢硫
该 ３０４ 不锈钢弯头内弯壁出现的裂纹为应力腐 化氢环 境 下 的 应 力 腐 蚀 开 裂 [ J ] ． 机 械 工 程 学 报,
蚀形成的沿晶裂纹.弯头暴露在空气中并附着有长 ２０１１ , ４７ ( ６ ): ６２Ｇ６８．
( 上接第 ３５０ 页) 避免造成折叠缺陷.
可能是由于原材料表面缺陷没有彻底加工干净而在
参考文献:
锻造过程中形成的.
[ １ ] 何文武, 郭会光, 刘建生 ． 锻造裂纹的分析与防治[ J ] ．
３ 结论及建议
锻压技术, ２０１０ , ３５ ( １ ): １６Ｇ１９．
该 ２０SiMn２MoVA 钢 高 强 度 螺 栓 表 面 存 在 的 [ ２ ] 张志文 ． 锻造 工 艺 学 [ M ] ． 北 京: 机 械 工 业 出 版 社,
裂纹属于锻造折叠缺陷, 折叠缺陷是由锻造过程中 １９８３．
[ ３ ] 余汉卿, 陈金德 ． 金属塑性成形原理[ M ] ． 北京: 机械
锻压工艺和变形量不均匀引起的流线不畅形成飞边
而导致的, 而原材料表面缺陷对该类折叠缺陷的形 工业出版社, １９９９．
[ ４ ] 李金苑, 王 汝 宁 ． 最 新 锻 造 工 艺 技 术、 质 量 检 测 与 标
成也有一定的促进作用.
准规范实务 全 书 [ M ] ． 北 京: 当 代 中 国 音 像 出 版 社,
建议保证原材料的表面质量, 并加强锻造工艺
２００３．
过程控制, 防止或减少锻造缺陷的产生, 及时发现类 [ ５ ] 邱研林 ． 消除轴类锻件折叠缺陷的模具改进[ J ] ． 机械
似飞边缺陷, 如有飞边形成, 应对其进行打磨修复, 工人( 热加工), ２００６ ( １１ ): ７７Ｇ７８．
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