Page 21 - 理化检验-物理分册2024年第九期

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试验与研究 DOI:10.11973/lhjy-wl230298

高锰钢在模拟海洋环境中的应力腐蚀行为

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孙绪鲁 ，罗先甫 ，王 佳 ，刘 煜 ，张恒坤 ，田庆年 ，刘晓勇 ，陈 沛 ，查小琴 1,2
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（1.中国船舶集团有限公司 第七二五研究所，洛阳 471023；

2.河南省船舶及海工装备结构材料技术与应用重点实验室， 洛阳 471023）
摘 要：以低温高锰钢为研究对象，采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱分析仪等
设备对高锰钢进行微观观察，采用恒载荷应力腐蚀试验研究其在人工海水溶液中的应力腐蚀行为，
采用电化学手段测试其腐蚀性能。结果表明：低温高锰钢晶粒度大小不一，显微组织主要为形变奥
氏体，试样内存在位错及孪晶，晶界上未见明显析出物；在低温高锰钢的使用过程中，其缺陷部位优
先发生腐蚀，在恒定应力条件下，材料表面局部生成微裂纹，且扩展速率较慢，材料对应力腐蚀不敏
感；当应力发生变化时，试样中微裂纹与应力的平衡被打破，加速了裂纹的扩展和新微裂纹的萌生，
材料在腐蚀环境下易发生应力腐蚀开裂。
关键词： 高锰钢；模拟海洋环境；显微组织；应力腐蚀；电化学
中图分类号：TB31；O346.2 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2024)09-0005-06
Stress corrosion behavior of high manganese steel in simulated

marine environment

SUN Xulu , LUO Xianfu , WANG Jia , LIU Yu , ZHANG Hengkun , TIAN Qingnian , LIU Xiaoyong ,
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CHEN Pei , ZHA Xiaoqin 1,2
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(1. Luoyang Ship Material Research Institute, Luoyang 471023, China; 2. Henan Key Laboratory of Technology and Application of
Structural Materials for Ships and Marine Equipments, Luoyang 471023, China)
Abstract: Taking low temperature high manganese steel as the research object, the microstructure of high
manganese steel was observed using optical microscope, scanning electron microscope, transmission electron microscope,
and X-ray energy spectrometer. The stress corrosion behavior of high manganese steel in artificial seawater solution was
studied by constant load stress corrosion test, and its corrosion performance was tested using electrochemical methods.
The results show that the grain size of low temperature high manganese steel varies, and the microstructure was mainly
deformed austenite. There were dislocations and twinning in the sample, and no obvious precipitates were found at the
grain boundaries. During the use of low temperature high manganese steel, the defect areas preferentially underwent
corrosion. Under constant stress conditions, microcracks were locally generated on the surface of the material, and
the propagation rate was slow, making the material insensitive to stress corrosion. When stress changed, the balance
between microcracks and stress in the specimen was disrupted, accelerating crack propagation and the initiation of new
microcracks. Materials were prone to stress corrosion cracking in corrosive environments.
Keywords: high manganese steel; simulate marine environment; microstructure; stress corrosion; electrochemistry

低温高锰钢具有良好的低温韧性、耐疲劳性、 9Ni钢来制造大容量LNG（液化天然气）储罐 [1-3] 。
耐腐蚀性等，以及远优于9Ni钢的塑性，可用于代替 近年来，对高锰钢的研究主要侧重于其力学性能、
摩擦磨损性能及热稳定性等 [4-7] ，但LNG的运输多
收稿日期：2023-10-30 采用海上交通方式，LNG储罐在储运过程中会接
作者简介：孙绪鲁（1996—），男，助理工程师，主要从事材料腐
触到海水及海洋大气环境，增大了其腐蚀失效的风
蚀性能测试技术研究工作
险。目前，国内外已有学者对高锰钢的耐腐蚀性能
通信作者：罗先甫（1987—），男，硕士，高级工程师，主要从事材
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料腐蚀与环境开裂性能测试技术研究工作，luoxf_725@126.com 进行研究，如李顺涛等 研究高锰钢在不同质量分
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