Page 36 - 理化检验-物理分册2023年第六期

李家兴, 等: 不锈钢波纹管膨胀节开裂原因

状, 开裂波纹管内部宏观形貌如图4所示。
1 理化检验
1.2 化学成分分析
1.1 宏观观察 在开裂波纹管膨胀节上截取试样, 采用直读光
该波纹管膨胀节为 U 型双层结构( 见图2 )。波 谱仪对试样的1 , 2 位置进行化学成分分析, 分析
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纹管膨胀节开裂处宏观形貌如图3所示, 波纹管波 位置如图5 所示, 分析结果如表 1 所示, 参照标准

峰和波谷部位均有多处开裂, 通过进一步观察, 发现 GB / T3280 — 2007 《 不锈钢冷轧钢板和钢带》, 可知
裂纹由内向外扩展, 沿环向开裂, 开裂裂纹最长处达 除 Ni 、 P元素含量偏低外, 其他元素含量均满足标
到1 / 2周长, 部分裂纹已贯穿, 裂纹附近覆盖着黄褐 准要求。
色 的锈蚀层。 剥离波纹管内、 外层后, 内层呈碎片

图4 开裂波纹管内部宏观形貌
图2 波纹管膨胀节宏观形貌

图3 波纹管膨胀节开裂处宏观形貌 图5 开裂波纹管膨胀节试样的化学成分分析位置
表1 开裂波纹管膨胀节试样的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo
1 位置实测值 0.018 0.62 1.15 0.0251 0.0030 17.12 9.71 2.02

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2 位置实测值 0.020 0.58 1.13 0.0272 0.0050 17.18 9.57 2.01

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平均实测值 0.019 0.60 1.14 0.0261 0.0044 17.15 9.64 2.02
标准值 ≤0.03 ≤0.75 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.030 16.00~18.00 10.00~14.00 2.00~3.00
1.3 金相检验
在波纹管膨胀节的断面及截面取样、 镶嵌, 制备
成金相试样, 将其置于光学显微镜下观察, 结果如图
6 , 7所示。由图6~7可知: 波纹管膨胀节材料为奥
氏体组织, 裂纹由波纹管内部起裂并向外部扩展, 部
分裂纹已贯穿壁厚, 裂纹呈树枝状穿晶扩展。损伤
呈典型的氯化物应力腐蚀开裂特征。

图7 裂纹树枝状穿晶微观形貌
1.4 能谱分析
对未经污染的裂纹部位进行取样, 并对断口表
面进行能谱分析, 分析位置如图8所示, 能谱分析结
果如表2所示, 腐蚀产物中除含有碳、 铬、 铁、 镍等元
素外, 还含有 1.21% ( 质量分数) 的氯元素及高达
图6 裂纹贯穿微观形貌 38.24% ( 质量分数) 的氧元素。
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