Page 39 - 理化检验-物理分册2022年第五期

郭 凯, 等: 316L 奥氏体不锈钢碱液储罐开裂原因

3mm , 筒体侧裂纹记为 B1 类裂纹, 封头侧 裂纹记 A3型光学显微镜进行金相检验。储罐母材的显微组
为 B2 类裂纹。泄漏储罐裂纹分布宏观示意如图 2 织形貌如图3 所示。筒体母材显微组织为奥氏体 +
所示。 少量退火孪晶, 晶粒度为 6 级; 封头母材显微组织为
奥氏体+大量形变孪晶和滑移带, 晶粒度为3.5级。

图 1 渗透检测前后储罐泄漏区域宏观形貌

图 3 储罐母材显微组织形貌
1.4 硬度测试
利用 MHV-50Z / V3.0 型数显维氏硬度计对储
罐各部位进行硬度测试。筒体及封头母材硬度分别
为 165HV , 248HV 。焊缝、 筒体侧热影响区、 封头

侧热影响区硬度分别为171HV , 188HV , 165HV ,

筒体侧、 封头侧平均厚度分别为 3.71 , 4.24mm 。筒

图 2 泄漏储罐裂纹分布示意 体 为 正 常 固 溶 退 火 态 316L 钢。 ASTM A473 —
1.2 化学成分分析 2017 标准中对 316L 钢的硬度未作明确要求, 但参

考 GB / T3280 — 2015 《 不锈钢冷轧钢板和钢带》 标
采用 PMIMASTERSmart型电火花直读光谱

准可知, 316L 钢硬度要 求不大于 220 HV , 可见封
仪对筒体、 封头母材进行化学成分分析, 结果如表 1
头硬度较高, 这与其组织中含有大量形变孪晶和滑

所示, 两 者 化 学 成 分 均 满 足 ASTM A473-2017
移带有关, 为冷作硬化态 316L 钢。
Standard S p eci f ication f or Stainless Steel
For g in g s 标准的要求。 1.5 裂纹形貌分析
表 1 筒体和封头母材的化学成分 % 1.5.1 裂纹表面分析
质量分数 在储罐内壁, 对 A 类和 B 类裂纹表面进行取样
项目
C Si Mn P S Cr Mo Ni
分析, 取样位置如图 4 所示。试样经弧面削平、 抛光
筒体母材实测值 0.02 0.49 1.840.0280.01 16.47 2.01 10.12
及侵蚀后, 用光学显微镜进行观察, 微观形貌如图 5
封头母材实测值 0.03 0.56 1.280.0350.01 16.28 2.02 10.18
所示, 可见两类裂纹在表面均沿晶扩展。 A 类裂纹
≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 16.00~2.00~10.00~
标准值 中心位置较宽, 两端较细, 封头侧热影响区出现明显
0.0301.00 2.000.0450.03018.00 3.00 14.00
粗晶区和细晶区, 总长约为 4mm ; 筒体侧热影响区

1.3 金相检验 只出现粗晶区, 长约 0.8 mm , 未发现细晶区。封头

在筒体和封头母材处取样, 利用 AxioObserver 侧母材含有大量形变孪晶和滑移带, 形变、 畸变程度
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