Page 64 - 理化检验-物理分册2022年第八期

汤鹏杰, 等: S30408 不锈钢法兰开裂原因

图 5 颈部裂纹微观形貌

图 6 微裂纹的 SEM 形貌

图 8 断口的 SEM 形貌
图 7 网状析出相的 SEM 形貌
表 3 断口表面腐蚀产物能谱分析结果 %
相进行元素分析, 结果显示: 析出相中碳元素的质量
质量分数
分数为 7.5% , 铬元素的质量分数为 22.3% , 高于材 区域
O Fe Cr Ni Mn C Si
料基体铬元素的质量分数, 说明析出相属于富铬碳
A 34.9 40.4 12.0 4.1 0.8 7.2 0.6
型碳化物 [ 4 ] 。
化物相, 应为 M 23 C 6
B 23.3 41.9 11.7 3.8 0.8 18.1 0.4
在 SEM 下观察断口的微 观 形 貌, 结 果 如 图 8
所示, 断口呈现不同程度的岩石状花样, 为典型的沿 敏化。对碳元素的质量分数超过 0.03% 的奥氏体
晶断口, 进一步放大后可见沿晶二次裂纹和颗粒状 不锈钢( 不含钛 或 铌 的 奥 氏 体 不 锈 钢) 进 行 450~
腐蚀产物。对断口表面腐蚀产物进行能谱分析, 结 850 ℃ 加热, 或者缓慢冷却到该温度时, 就会发生敏

果如表 3 所示, 由表 3 可知: 断口表面腐蚀产物以铁 化, 造成奥氏体中过饱和的碳元素向晶界扩散并与
的氧化物为主, 未发现氯和硫等腐蚀性元素。 型碳化物
晶界附近的铬元素结合, 形成( CrFe ) C 6
23
相在晶界沉淀 [ 4 ] 。由不同含碳量的奥氏体不锈钢敏
2 综合分析
化 TTS 曲线( 不锈钢热处理温度、 时间与其晶间腐

NB / T47010 — 2010 规 定 S30408 不 锈 钢 中 碳 蚀敏感性之间的关系曲线) 可知: 当奥氏体不锈钢碳
元素的质量分数不高于 0.08% , 经化学成分分析可 元素质量分数为 0.03% 时, 在 600 ℃ 下需经 8h 才

知: 开裂法兰材料的碳元素质量分数为 0.12% , 远 能发 生 敏 化; 当 碳 元 素 质 量 分 数 为 0.07% 时, 在
高 于 标 准 值 。 不 锈 钢 的 含 碳 量 越 高 , 越 容 易 发 生 700 ℃ 下仅需 4.5min即可发生敏化 [ 5 ] 。

4 8