800合金的碱性应力腐蚀破裂 I.外加电位的影响
外加电场对合金凝固组织的影响_刘谨
··图１电流处理对Ｐｂ－１５％Ｓｂ－７％Ｓｎ合金凝固组织的影响Ｆｉｇ．１ＥｆｆｅｃｔｏｆａｐｐｌｉｅｄｃｕｒｒｅｎｔｏｎＰｂ－１５％Ｓｂ－７％Ｓｎａｌｌｏｙｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ（ａ）未经电流处理１００×（ｂ）经过电流处理１００×随着科学技术的高速发展，材料所要求的高质量以及低成本成了材料先进制备技术理所应当解决的问题，传统的材料已越来越不能满足社会发展的需要，传统的细晶方法如变质处理、合金化处理等所带来的偏析、衰退以及杂质污染等问题也在一定程度上阻碍了对材料高质量的要求。
外加电场处理技术是一种新型的金属材料处理技术，国内外近期的研究表明，外加电场处理技术可以改善金属的综合力学性能，并能很好地克服传统细晶方法所带来的一系列不良影响，具有很好的潜在应用前景，现已越来越多的受到研究者的关注。
１外加电场对低熔点合金凝固组织的影响１９８４年，印度学者Ａ．Ｋ．Ｍｉｓｒａ［１］在低熔点过共晶Ｐｂ－１５％Ｓｂ－７％Ｓｎ三元合金凝固过程中施加直流电流，电流密度为３０￣４０ｍＡ／ｃｍ２，电压约为３０Ｖ，结果发现凝固组织明显细化并且第二相组织分布均匀，如图１所示。
１９８５年，Ｍ．Ｎａｋａｄａ等［２］首先使用脉冲电流作用于Ｓｎ－Ｐｂ合金的凝固过程。
发现凝固组织不再出现枝状晶而成球状晶。
１９９４年，李建明等［３］对Ｐｂ－６０％Ｓｎ合金的凝固过程进行脉冲处理，得到了同样的结果，并且发现低电压、大电容的脉冲电流可使初生相枝晶破碎，变成粒状晶；高电压、小电容的脉冲电流可使共晶片××××××××××××××××专题综述刘谨，黎振华，岑启宏，蒋业华（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093）摘要：综述了外加电场对合金凝固组织影响的研究现状，分析总结了外加电场对合金凝固过程和凝固组织的影响机理。
应力腐蚀撕裂SCC产生机理影响因素及防治措施
腐蚀介质中存在特殊离子如（ Cl 、 OH ）等吸附，使 应变的金属原子的聚合力减弱，金属表面能降低而导 致开裂。 3、 阴极氢化反应 （裂纹的扩展）在裂纹尖端具备高速度的阴极氢化反 应，裂纹的扩展是顺着由氢脆或氢腐蚀引起的途径而 优先溶解。 4、 机械化学效应 形变屈服的金属在腐蚀介质中具有极高的腐蚀速度， 例：冷作加工的金属与退火金属相比其腐蚀要大 10— 15 倍。 一般认为：形变能增加活化点的数目，加速产生阳极 溶解。一旦形成裂纹后，由于应力集中可迅速屈服， 于是在裂纹尖端优先发生溶解腐蚀。裂纹尖端的腐蚀 速度比裂纹两侧的腐蚀速度大 104 倍。 5、 隧洞腐蚀 由于滑移在膜破裂的表面上产生管状的孔蚀，沿着管 状孔蚀的面发生延性撕裂，使其断面缩小，从而导致
应力增大，于是提高了孔蚀的进程，这就是隧洞腐蚀。 优先腐蚀的起点是从一个滑移阶梯开始的由于滑移阶 梯的快速溶解而形成溶解沟，在沟中移动的位错与不 规则的断面相交，这些交点又引起滑移阶段并进一步 溶解，这个过程反复的进行即形成隧洞。 三、应力腐蚀的预防措施 （一）、结构设计 1、合理选材母材 选材必须有足够的实验数据，不能只看材料牌号，不 能单纯考虑强度级别，因同一强度等级，合金系统不 同，抗应力腐蚀开裂的倾向很大。 2、避免高应力区 （二）、施工制造 1、 合理选择焊材 了解产品结构的的工作条件，熟悉介质的腐蚀特性， 及合金元素的特性，则确定焊缝成分从而确定焊接材 料。因此必须根据具体腐蚀介质，调整焊缝的合金系 统，以便提高耐应力腐蚀开裂的能力。
2、 合理制定装焊工艺 1）、成形及装配工艺 引起应力腐蚀裂纹的重要原因之一就是残余应力，从 部件成形加工列组装都可引起残余应，特别是强制组 装，例如用千斤组装大错口，可以形成很大的残余应 力，在组装质量不良的条件下（错口）焊接时，会造 成较大的残余应力。组装时所造成伤痕如随意打弧的 灼痕等都会成应力腐蚀裂源。 2)、焊接工艺 基本点，不产生硬化组织，不发生晶粒严重粗化现象, 接头硬度↑ 粗晶区的应力腐蚀裂纹的扩展敏感性最大，主要是由 于晶粒粗大，以致裂纹尖端集中的位错数量增大，并 可形成大的滑移阶梯，从而利于应力腐蚀裂纹的形成 和扩展。 3、 消除应力处理 焊后消除应力处理是防止产生应力腐蚀裂纹的重要环 节。
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。
化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。
电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。
由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。
电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。
在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。
电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。
反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。
用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。
当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。
但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。
钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。
某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。
为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。
对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。
在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。
此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。
在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。
另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。
这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。
Incoloy800化学成分与性能
Incoloy800化学成分与性能Incoloy800合金（UNS NO8800/W.Nr.1.4876）是一种广泛用于要求耐蚀，耐热，高强度并在直到1500°F（816°C）服役依然稳定的设备的结构材料。
Incoloy800合金由于其镍含量，在很多水溶液中耐均匀腐蚀和应力腐蚀开裂。
在较高温度下它提供耐氧化、渗碳和硫化抗力并具有一定的开裂与蠕变强度。
对要求更高开裂抗力和蠕变的应用，尤其在温度高于1500°F（816°C）时，应使用INCOLOY800H和800HT合金。
Incoloy800合金中的铬同时提供了耐水溶液和耐热能力。
铁提供了内氧化抗力。
镍含量保持了延展性和奥氏体结构。
所以800合金可以进行成型、焊接和机加工。
Incoloy800合金用于各种涉及腐蚀和高温的环境。
它用于热处理设备如篮子、托盘、夹具等。
在化工和石化过程中该合金用做硝酸介质，尤其要求抗氯离子应力腐蚀能力的换热器和其它管道系统。
在核电站用做蒸汽发生器管。
该合金通常用于家用电器中的电加热元件的外壳。
在纸浆生产中，蒸煮溶液的加热器经常是800合金制造的。
在石油工业中，该合金用于制造空气冷却工艺蒸汽的换热器。
Incoloy800化学成分Incoloy800物理及力学性能以上Incoloy800数据是上海墨钜资料部提供。
想了解更多，请搜索“上海墨钜”Incoloy800棒、线材、锻件和锻件原料：ASTMB408\ASMESB408(棒),ASTMB564\ASMESB564(锻件),SAE/AMS5766(棒),ISO9723(棒),ISO9724(线材),ISO9725(锻),BS3076NA15(棒)热板、冷板和带材-ASTMA240/A480\ASMESA240/SA480(热板、冷板和带材),ASTMB409/B906\ASMESB409/SB906(热板冷板和带材),SAE/AMS5871(热板冷板和带材),BS3072NA15(热板冷板),BS3073NA15(带材)ISO6208(热板冷板和带材)管线和管材-ASTMB163\ASMESB163(无缝冷凝器和热交换器管),ASTMB407/B829\ASMESB407/SB829(无缝管),ASTMB514/B775\ASMESB514/SB775(焊管),ASTMB515/B751\ASMESB515/SB751(焊管),ISO6207(无缝管)其它产品形式-ASTMB366\ASMESB366(管件)。
应力腐蚀撕裂SCC产生机理影响因素及防治措施
腐蚀开裂，一定的材料只在某一定的腐蚀环境中才产生应
力腐蚀裂纹。
材料
腐蚀介质
低碳钢 NaOH 水溶液(沸腾)、硝酸盐水溶液等
低合金钢
海水、H2S 水溶液、NH4Cl 水溶液等
奥氏体不锈钢 氯化物水溶液、海洋气氛、海水等
一般说来，介质的腐蚀性较弱，呈中性或弱酸性 PH 6-7，当表面膜不能稳定存在时，易产生应力腐蚀开裂。 介质的腐蚀性强，易产生全面的均匀性腐蚀，反而不易产
一、应力腐蚀裂纹特征 1、形貌： 外观：无明显的均匀腐蚀痕迹，呈龟裂形式断断续续。 从横断面来看：犹如枯干的树木的根须，由表面向纵深方 向往里发展，裂口深宽比大，细长而带有分支是其典型的 特点。 从断口来看：仍保持金属光泽为典型脆性断口 2、材质与介质的匹配
纯金属不产生应力腐蚀裂纹，凡是合金即使含有微量 元素的合金，在特定的腐蚀环境中都有一定的应力腐蚀开 裂倾向。但并不是说，任何合金在任何介质中都产生应力
介质处理、加缓蚀剂等
电化防蚀、阴极化或阳极化、表面技术处理
2、 定时检查及分析
定期检查、及时补修
2、 合理制定装焊工艺 1）、成形及装配工艺 引起应力腐蚀裂纹的重要原因之一就是残余应力，从 部件成形加工列组装都可引起残余应，特别是强制组 装，例如用千斤组装大错口，可以形成很大的残余应 力，在组装质量不良的条件下（错口）焊接时，会造 成较大的残余应力。组装时所造成伤痕如随意打弧的 灼痕等都会成应力腐蚀裂源。 2)、焊接工艺 基本点，不产生硬化组织，不发生晶粒严重粗化现象, 接头硬度↑ 粗晶区的应力腐蚀裂纹的扩展敏感性最大，主要是由 于晶粒粗大，以致裂纹尖端集中的位错数量增大，并 可形成大的滑移阶梯，从而利于应力腐蚀裂纹的形成 和扩展。 3、 消除应力处理 焊后消除应力处理是防止产生应力腐蚀裂纹的重要环 节。
不锈钢的腐蚀
PRE值
点腐蚀
应力腐蚀破裂SCC
定义：指金属材料在固定拉应力和特定 介质的共同作用下所引起的破裂.
特征：1.纯金属SCC敏感性小于合金. 2.硬度高容易产生SCC. 3.拉应力才能产生SCC. 4.有主裂纹,有分支裂纹,主裂纹
垂直于拉应力方向. 5.断裂形式：沿晶、穿晶、混合
形 6.温度高,SCC发生几率高. 60℃以下几乎不发生SCC 7.腐蚀环境有选择性：304 Cl离
电位
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ 时间
18-8钢在沸腾的42%
MgCl2溶液中的电位-时间 曲线
应力腐蚀破裂SCC
SCC机理目前,没有定论 1.几种观点 A.电化学腐蚀为主的观点 B.吸附理论 C.氢脆理论 D.断裂力学理论 2.机理电化学腐蚀为主的观点 1材料表面总会存在电化学的不均匀性钝化膜不连续、缺陷等 2表面缺陷是形成裂纹源的活性点,表面的划伤、小孔、缝隙就是现成的
子溶液, 氯脆,NaOH、H2S在高温高浓 度下也 能导致SCC,碳钢 碱脆,黄铜氨 脆.
应力腐蚀破裂SCC
SCC历程：
第Ⅰ阶段：表面产生钝化膜. 孕育期
第Ⅱ阶段：试样在应力作用下 产生滑移,使表面保护膜破裂. 裂纹成核期、形成裂纹源
第Ⅲ阶段：钝化,膜破裂交互 进行.裂纹形成期
第Ⅳ阶段：裂纹超出断裂的临 界尺寸断裂.失稳、扩展
缝隙腐蚀
机理1Cr13 1.开始时,只有微小的阴极电流从缝内流出,但整个金
属表面包括缝隙内、外仍处于等电位状态,即仍处 于钝态. 2.经一段时间,缝内、外氧浓差增加,缝内金属的电位 变负,使缝内阳极溶解速度增加,结果引起Fe离子、 Cr离子的浓度增加,Cl离子往缝内迁移. 3.氯化物水解,缝内pH值下降,电池的腐蚀电流亦不 断增加. 4.缝内金属致钝电位由于pH值下降而上升时,腐蚀进 入发展阶段.大阴极-小阳极形成,产生严重腐蚀.
应力腐蚀开裂机理及防护v1.2.
H
L
H
H
NO
L
M
M
L
பைடு நூலகம்
M
H
NO
NO
L
L
L
L
M
NO
NO
NO
3、选材及防护 消除应力、选纯净钢 4、案例 装置：有硫化物和水存在的装置； 某炼油厂催化裂化装置稳定汽油部分换热 器的壳程（材质为16Mｎ）发现开裂，进行 化学分析、微观组织观察、硬度测试及断口分 析，测试分析结果表明：在断口沉积物中的硫 含量高，母材和焊缝的化学成分正常，裂缝起 源于壳体的焊缝区，开裂是硫化物应力腐蚀开 裂造成的。
HIC/SOHIC环境严重性
③ pH影响 pH↓→SCC↑ ④ 应力影响
⑤ 晶体结构的影响 铁素体钢较奥氏体不锈钢不易SCC，从而一 些对稳定铁素体组织有利的元素（Cr、W、 Mo、V、Al等）对抑制SCC有利
氯应力腐蚀裂纹敏感性CLSCC PH≤10
CL- PPM 温度
0C
1-10 L M M
11-100 M M H
101-1000 M H H
七、硫化氢环境下的氢致开裂/应力取向氢致开裂
1、机理
氢致应力开裂（HIC）定义为金属内部或表面的氢鼓包（HB） 相互连接而形成的内部开裂，形成HIC不需要有外部应力，开 裂是由氢鼓包形成的压力造成。阴极反应生成的氢原子聚集钢 表面，由于HS-的作用加速向钢中渗透，在钢材的缺陷（气孔 等）处结合形成氢分子，体积鼓胀，形成鼓包。鼓包连续就引 起金属内部分层或裂纹。反应过程如下：
二、硫化物应力开裂Sulfide Stress Cracking
1、机理： 金属在拉应力及硫化氢及水的综合作用 下出现的开裂。开裂的部位通常是高强钢 的焊接熔合区或低合金钢的强热影响区。 腐蚀的产生主要因为硫化氢产生的氢原子 渗透到钢的内部，溶解于晶格中导致材料 脆化所致。
应力腐蚀裂纹的典型案例分析
应力腐蚀裂纹的典型案例分析摘要：应力腐蚀裂纹一般都很细小，而且多数出现在容器或管道的内表面，因此不易被检查发现。
应力腐蚀裂纹可导致不锈钢构件在低于设计应力，没有明显的宏观变形和不出现任何征兆的情况下突然迅速破裂，造成巨大的危害，因此掌握应力腐蚀裂纹的成因及如何避免产生应力腐蚀裂纹就尤为重要。
关键词：杀菌锅；应力腐蚀；裂纹杀菌锅是食品､医药杀菌的关键设备，传统杀菌锅通常采用卧式，需要借助灭菌篮装卸物料，生产效率低；为提高生产效率，在先进的自动化生产线上可以同时使用多个立式杀菌锅，不再需杀菌篮，可通过自动控制实现自动杀菌，大大提高了生产效率。
但该杀菌锅在使用中承受温度、压力、物料等的循环载荷作用，其疲劳强度成为考验设备的关键问题。
一、概述(一)概述杀菌锅是一种密闭的､加压的加热容器，对食品及菌种等进行杀菌｡因其具有受热面积大，热效率高､加热均匀､液料沸腾时间短､加热温度容易控制等特点，被广泛应用于食品､医药等各个领域｡(二)杀菌锅杀菌流程根据实际生产流程，立式杀菌锅杀菌流程可分为5个阶段｡1.进料:杀菌锅内注入常温缓冲水，物料从进料口进入，逐渐装满锅体.2.升温加压:高温蒸汽进入锅体，锅内温度升至128℃，压力升至0.16MPa｡3.杀菌:锅内蒸汽温度保持128℃，对物料进行高温杀菌｡4.冷却:杀菌结束后，锅内蒸汽逐步排出减压并充入常温水给罐体降温｡5.出料:初步冷却完毕，物料从底部出料口排出，经出料装置至下一生产工序.整个流程中有两个典型的受力阶段:杀菌时，锅体承受最大温度载荷128℃和压力载荷0.16MPa；一个杀菌周期有3种循环载荷:①水压循环载荷，缓冲水注出导致的水压变化，最大水压值；②进出料循环载荷，待杀菌物料进出的物料压力；③进出蒸汽与升降温循环载荷｡采用Workbench基于静力学理论､瞬态传热和热—结构耦合等分析立式杀菌锅两个典型阶段的力学特性｡二、使用情况介绍杀菌锅基本参数该杀菌锅为内蒙古XX生物科技有限公司使用，通过高温蒸汽加热，对微生物菌种和NaCL盐水进行灭菌，在进行宏观检验时发现容器内部不锈钢金属表面已失去金属光泽（图一），经过打磨后对接管角焊缝及纵环焊缝进行渗透检测，在压力测试口接管角焊缝周围和疏水口接管角焊缝周围发现大量细微裂纹存在，裂纹形态多呈树枝状（图二、图三），经与使用单位人员沟通得知，在对NaCL盐水进行杀菌时，将NaCL盐水装在玻璃试管内，用橡胶塞堵住试管口进行杀菌操作，在杀菌的过程中，玻璃试管在加压加热的作用下，将橡胶塞弹出，部分NaCL盐水喷射到容器内壁上，从而产生腐蚀裂纹。
SCC腐蚀影响因素
影响管线钢腐蚀的因素分析1 影响SCC的环境因素影响管线钢应力腐蚀开裂（SCC）的环境因素很多，如离子的种类、离子的浓度，pH值，氧及其它气体，缓蚀剂，温度，压力，外加电流，辐射等等。
这些因素通过影响对材料的电化学行为如双电层结构、电极电位、电极的极化和钝化、传质动力学、氢的吸附和扩散聚集以及微观电化学的不均匀性等，而对裂纹的形核和扩展过程产生影响。
⒈1 pH值的影响世界上报道的第1例长输管道失效是1965年在美国Louisiana州发生的［3］。
调查发现，其发生在高浓度的CO32-、-HCO3-环境中，溶液pH 值较高，破坏形式为沿晶型SCC（IGSCC）。
此后，在加拿大、澳大利亚、意大利、前苏联和伊朗等国家相继有此类管线SCC报道。
这些事故的共同特征是：pH值通常在8～10．5，温度为20～90℃。
溶液中CO32-、-HCO 3-浓度较高，裂纹在外表面，一般较狭窄，主要是在管道的下底侧形核，沿与管道轴向平行的方向开裂。
这类SCC发生在严格的电位区间：－425～—650 mV（SCE），常将这类SCC称为高 pH－SCC或经典的SCC[4]。
1985年，在加拿大首次发现了在管道脱落涂层下的穿晶型SCC（TCS CC），随后又在世界上其他国家如意大利、墨西哥、前苏联以及沙特阿拉伯等也有发现，这些裂纹普遍要宽得多，发生腐蚀的部位在防腐层剥落处，往往下面存在着Na2CO3 ／NaHCO3溶液或NaHCO 晶体，溶液pH值为5～8的中性碳酸盐溶液环境［5］。
TGSCC倾向发生在气温较低的地区，这可能与地下水中CO2浓度较高有关。
发生时没有明显的电位衰减。
常将这类SCC称为近中性pH－SCC或经典的SCC［4］。
由于第1例管道SCC失效发生在高pH值环境，在随后的时间里，许多国家在实验室里对管线钢高pH值情况开展了广泛的研究。
选择性溶解机理已经成为共识。
这种理论认为阳极的不断溶解导致了应力腐蚀的形核和扩展。
金属的常见腐蚀形态及其保护措施
01
02
03
定义
均匀腐蚀是指金属表面整 体均匀地发生腐蚀的的现 象。
原因
一般是由于金属材质或环 境因素导致。
影响
金属整体强度逐渐降低， 结构安全性下降。
局部腐蚀
定义
局部腐蚀是指金属表面局 部位置发生的腐蚀现象。
原因
一般是由于金属内部缺陷 、应力集中、外部冲击等 导致。
影响
局部腐蚀可能导致结构安 全性下降，甚至引发事故 。
触。
塑料涂层
02
将塑料涂层覆盖在金属表面，隔绝腐蚀介质与金属表面的接触
。
电镀
03
在金属表面电镀一层耐蚀性金属，如锌、铬等，提高金属的耐
蚀性。
缓蚀剂防护
添加缓蚀剂
在腐蚀介质中添加缓蚀剂，减缓金属的腐蚀速率。
浸泡处理
将金属浸泡在缓蚀剂中，形成保护膜，减缓金属的腐蚀速率。
气相缓蚀剂
使用气相缓蚀剂，在金属表面形成保护膜，减缓金属的腐蚀速率。
金属腐蚀通常包括腐蚀和氧化，其中腐蚀是金属与环境之间发生电化学反应导致 的破坏，而氧化是金属与环境之间发生化学反应导致的表面层形成氧化膜。
金属腐蚀的危害
金属腐蚀不仅导致材料性能的降低或破坏，还会缩短设备或 构件的使用寿命，增加维护和更换的频率，从而增加成本。
此外，金属腐蚀还会导致安全隐患，如设备或构件的突然失 效，给生产和生活带来不可预测的风险。
电偶腐蚀
定义
电偶腐蚀是指两种不同金属在电 解质溶液中由于电位差而引起的
腐蚀现象。
原因
不同金属在电解质溶液中形成原 电池反应。
影响
加速了较活泼金属的腐蚀速度。
缝隙腐蚀
定义
缝隙腐蚀是指金属表面存在缝 隙时，缝隙内外的金属表面发
外加电位对C110钢抗硫化物应力开裂及氢渗透行为的影响
外加电位对C110钢抗硫化物应力开裂及氢渗透行为的影响赵国仙;李婷;谢俊峰;吕祥鸿;薛艳;钟强【期刊名称】《机械工程材料》【年(卷),期】2017(041)005【摘要】通过C110钢的硫化物应力开裂试验和氢渗透试验,研究了外加电位对C110钢抗硫化物应力开裂及氢渗透行为的影响,并对其开裂机制进行了探讨.结果表明:当加载应力为C110钢屈服强度的85%、未外加电位时,C110钢通过了NACE TM 0177-2016标准A法检测,具有良好的抗硫化物应力开裂性能,而外加-100 mV和+100 mV电位(相对于开路电位)时,C110钢试样发生了断裂,硫化物应力开裂敏感性增强;外加阳极电位时,开裂机制与阳极溶解有关;外加阴极电位时,开裂机制与阴极析氢有关;随着外加阴极电位的增大,稳态氢渗透电流密度增大,次表面氢浓度增大,硫化物应力开裂的敏感性增强.【总页数】6页(P11-16)【作者】赵国仙;李婷;谢俊峰;吕祥鸿;薛艳;钟强【作者单位】西安石油大学材料科学与工程学院,西安 710065;西安石油大学材料科学与工程学院,西安 710065;塔里木油田分公司油气工程研究院,库尔勒 841000;西安石油大学材料科学与工程学院,西安 710065;西安摩尔石油工程实验室股份有限公司,西安 710065;西安石油大学材料科学与工程学院,西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TB37【相关文献】1.外加阴极电位对X100管线钢近中性pH值应力腐蚀开裂行为的影响 [J], 郏义征;李辉;胡楠楠;王清远2.外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响 [J], 程远;俞宏英;王莹;孙冬柏3.外加电位对0cr18Ni9Ti不锈钢冲刷腐蚀行为的影响 [J], 郑玉贵;姚治铭4.外加极化电位对316L不锈钢微动磨蚀行为的影响 [J], 阎建中;吴荫顺;李久青;张琳5.外加极化电位对双相不锈钢在硫酸介质中腐蚀磨损行为及摩擦性能的影响 [J], 路新春;李诗卓;姜晓霞;张天成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关注碱性应力腐蚀开裂
关注碱性应力腐蚀开裂碱溶液中的腐蚀在室温下，对于各种金属和合金，包括碳钢在内，在任意浓度的碱溶液（如氢氧化钠或者氢氧化钾）中的腐蚀，是较为容易控制的。
随着温度和浓度的增加，腐蚀也将随之增强。
考虑腐蚀的影响，碳钢的有效安全使用限制温度大约是150℉/65℃。
读者从图1的曲线中可以看到碳钢的安全温度限制。
相比于碳钢，不锈钢抵抗一般性腐蚀的能力更强；在大约接近250℉/121℃的温度下才发生碱性应力腐蚀开裂。
一般而言，随着含镍量的增加，金属抵抗碱溶液腐蚀的能力增强。
碱性应力腐蚀开裂的敏感性主要取决于合金成分、碱浓度、温度和应力水平。
对于一般开裂机理，都存在一个裂纹发生的临界应力值。
不幸的是，现在还没有精确的获得在高温碱性环境下的高含镍量合金的临界应力值。
由于600合金在压水反应堆蒸汽发生器传热管中的大量使用，已经获得了许多600合金在碱性环境下的数据。
200合金（纯镍）除了在极其恶劣的碱性环境，包括熔盐的情况下，一般是不会发生腐蚀的。
合金抗碱溶液腐蚀的能力碳钢和低合金钢任意浓度的氢氧化钠和氢氧化钾（作为以下的碱）可用碳钢容器在室温下进行保存。
当温度高于周围环境时，碳钢的腐蚀速率增大并且伴随着发生碱性应力腐蚀开裂的风险。
碳钢容器可以在温度达到180℉/82℃的情况下安全的贮存低浓度的碱溶液；而对于浓度为50%的溶液，在温度接近120℉/48℃的情况下就会有发生碱性应力腐蚀开裂的风险。
氢氧化钠环境下的使用图（图1）被广泛用于确定碳钢在不同碱浓度下的安全使用温度。
图2所示的是碳钢在碱性环境下的裂纹显微照片。
铁素体不锈钢高纯度的铁素体不锈钢，例如E-Brite 26-1（UNS S44627），显示出了很好的对高浓度碱性溶液的腐蚀抵抗力，其抗碱腐蚀性能远好于奥氏体不锈钢。
根据报道，它抗碱性腐蚀的性能不低于镍。
由于这种很好的对碱性环境的抗腐蚀性，使其能使用在会对镍合金造成腐蚀的次氯酸盐和氯酸盐杂质的环境中。
据一则报道表明，26-1铁素体不锈钢可以在300℉/148℃到350℉/177℃的高温环境下使用。
应力腐蚀破裂及其影响因素
应力腐蚀裂开及其影响因素
在某些环境中，例如铭酸盐、硫酸盐、氯酸盐的腐蚀性溶液比作用于合金内部的拉应力（主要是残余应力）相结合的时候，铸造镁合金，特殊是含铝镁合金在低于其屈服强度的静载荷作用下，具有剧烈的应力腐蚀敏感性；而应力腐蚀往往降低材料性能，制约镁合金的应用。
合金成分、力学性能和环境因素对镁合金应力腐蚀开裂影响严峻，抑制镁合金应力腐蚀开裂需要同时掌握临界应力、敏感合金的载荷和应力腐蚀开裂环境三种因素。
应力腐蚀裂开是指拉应力和一种特定腐蚀介质共同存在而引起的裂开。
镁合金对应力腐蚀特别敏感，必需加以爱护。
按腐蚀特性不同，变形镁合金的应力腐蚀裂开倾向可以分成两大类：（1）无应力腐蚀倾向的合金。
属于这类的合金有镁锦合金、镁镒碳合金和镁镒错。
（2）有应力腐蚀倾向合金。
属于这类的合金有镁铝锌合金。
对镁合金应力腐蚀裂开敏感性影响的主要因素是环境介质。
外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响
外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响程远;俞宏英;王莹;孙冬柏【摘要】采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和SEM形貌分析等方法,研究了外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为的影响.结果表明,在不同外加电位下,X80钢在土壤模拟溶液中呈现出不同的SCC敏感性.在-550 mV(SCE,下同)阳极电位下,X80钢的阳极溶解抑制了其SCC的发生；在自腐蚀电位Ecorr(约-720 mY)下,X80钢SCC行为呈现出受阳极溶解和氢脆混合控制的机制；在-850 mV阴极电位下,阴极保护抑制了X80钢SCC的发生；而在-1 000 mV和-1 150 mV阴极电位下,氢脆在X80钢SCC过程中占重要作用.%Stress corrosion cracking (SCO of X80 steel in a simulated solution of the soil environment in Nanxiong of China was investigated by methods of potentiodynamic polarization, slow strain rate test (SSRT) and fracture morphology characterized by scanning electron microscopy (SEM). The results show that X80 steel has different SCC suscepbility of different applied potentials in the soil simulated solutioa The SCC behavior of X80 steel is restrained by its anodic disslution at anodic potential of-550 mV. The SCC behavior was controlled by the combined effect of anodic disslution (AD) and hydrogen embrittlement (HE) at the Ealn of-720 mV. With the applied cathodic potential of -850 mV, the SCC was restricted by the cathodic protection effect. However, when the cathodic potentials of -1000 mV and-1150 mV were applied, HE played a more important role in affecting SCC occurrence.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(034)001【总页数】5页(P13-17)【关键词】X80钢;应力腐蚀破裂(SCC);模拟土壤溶液;外加电位【作者】程远;俞宏英;王莹;孙冬柏【作者单位】北京科技大学国家材料服役安全科学中心,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG174.4土壤环境中管线钢的应力腐蚀破裂（SCC）是威胁长输油气管线安全运行的主要失效形式之一。
应力腐蚀断裂
应力腐蚀断裂一．概述应力腐蚀是材料、或在静(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。
它常出现于用钢、黄铜、高强度铝合金和中，凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显着。
常见应力腐蚀的机理是：零件或构件在应力和腐蚀介质作用下，表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解，产生电流流向阴极。
由于阳极面积比阴极的小得多，阳极的电流密度很大，进一步腐蚀已破坏的表面。
加上拉应力的作用，破坏处逐渐形成裂纹，裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。
这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展，而且还能穿过晶粒发展。
应力腐蚀过程试验研究表明：当金属加上阳极电流时可以加剧应力腐蚀，而加上阴极电流时则能停止应力腐蚀。
一般认为压应力对应力腐蚀的影响不大。
应力腐蚀的机理仍处于进一步研究中。
为防止零件的应力腐蚀，首先应合理选材，避免使用对应力腐蚀敏感的材料,可以采用抗应力腐蚀开裂的不锈钢系列,如高镍奥氏体钢、高纯奥氏体钢、超纯高铬铁素体钢等。
其次应合理设计零件和构件，减少。
改善腐蚀环境，如在腐蚀介质中添加缓蚀剂，也是防止应力腐蚀的措施。
采用金属或非金属保护层，可以隔绝腐蚀介质的作用。
此外，采用阴极保护法见也可减小或停止应力腐蚀。
本篇文章将重点介绍应力腐蚀断裂失效机理与案例研究，并分析比较应力腐蚀断裂其他环境作用条件下发生失效的特征。
，由于应力腐蚀的测试方法与本文中重点分析之处结合联系不大，故不再本文中加以介绍。
二．应力腐蚀开裂特征（1）引起应力腐蚀开裂的往往是拉应力。
这种拉应力的来源可以是：1．工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力。
2．加工，制造，热处理引起的内应力。
3．装配，安装形成的内应力。
4．温差引起的热应力。
5．裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。
（2）每种合金的应力腐蚀开裂只对某些特殊介质敏感。
800H合金材料性能介绍
800H合金800H合金化学成分800H合金物理性能【上海奔来金属材料有限公司】Incoloy 800,800H合金和800HT是镍- 铁- 铬合金，具有良好的强度和在高温暴露下优异的抗氧化和渗碳性。
这些镍钢合金是相同的，除了800H合金中更高水平的碳，以及800HT 合金中添加高达1.20％的铝和钛。
Incoloy 800是这些合金中的第一种，它稍微改装成800H 合金。
这种改进是为了控制碳（0.05-0.10％）和晶粒尺寸以优化应力破裂性能。
800H合金T对钛和铝的总含量进行了进一步修改（.85-1.20％），以确保最佳的高温性能。
镍合金经过双重认证（800H / HT），兼具两种形式的特性。
800H合金/ HT合金适用于高温结构应用。
镍含量使合金对氯化物应力腐蚀开裂和σ相沉淀的脆化都具有高度耐受性。
一般耐腐蚀性极好。
在固溶退火条件下，800H和800HT合金具有优异的蠕变和应力破裂特性。
Incoloy 800主要用于温度高达1100°F的应用，其中800H合金和800HT合金通常在1100°F 以上的温度下使用，此时需要抗蠕变和破裂。
化学平衡使镍钢合金表现出优异的耐渗碳，氧化和氮化气氛。
800H合金T即使在1200-1600°F范围内长时间使用后也不会变脆，许多不锈钢会变脆。
800HT表现出通常与镍铬合金相关的优异的冷成形特性。
当冷成形时，晶粒尺寸产生明显起伏的表面，称为“橘皮”。
800H合金T可以通过不锈钢上常用的技术进行焊接。
800H合金特点1.高温强度2.高蠕变断裂强度3.在高温环境下耐氧化和渗碳4.在许多酸性环境中耐腐蚀性良好5.对许多含硫气氛具有良好的耐受性800H合金用途1.乙烯炉淬火锅炉2.烃类裂解3.阀门，配件和其他部件在1100-1800°F之间暴露于腐蚀性侵蚀4.工业炉5.热处理设备6.化学和石化加工7.发电厂的过热器和再加热器8.压力容器9.换热器800H合金用于各种应用，包括暴露于腐蚀性环境和高温，如热处理设备，化学和石化加工，核电站和纸浆工业。
shx
1影响不锈钢应力腐蚀破裂的因素：（1）氯离子与氧负离子的共同作用（2）有氧条件下，氯离子浓度增大，发生腐蚀几率变大，氯离子浓度一定时，氧负离子浓度增大，腐蚀增大（3）含氧低或不含氧条件下，有氯离子不腐蚀（4）氯离子浓度低，氧达到一定值时，有应力存在（特别是拉应力）也会发生晶间腐蚀型应力腐蚀。
2一回路放射性的来源（1）反应堆在运行过程中，堆芯由燃料产生大量的裂变产物，并各自按其衰变规律变成新的核素；（2）同时重核的中子吸收反应也形成一系列更重的新核，他们也会发生一系列的衰变；（3）堆芯的结构腐蚀产物；（4）冷却剂中的杂质也会被中子活化生成新的核素；（5）在燃料元件的制造过程中，不可避免地会有极少量的铀、钚燃料粘附在包窍的外表；（6）堆芯结构材料本身也含有微量的天然铀，它们无疑也参加裂变反应，其裂变产物会直接进入冷却剂。
3冷却剂中裂变产物放射性活度的大小取决于三个因素：裂变产物从燃料中的逃逸率；核素的衰变率；净化系统的净化作用，裂变产物的沉积以及泄露造成的冷却剂中的裂变产物的损失。
4电离辐射引起的水或水溶液的变化过程，从射线轰击水分子开始到建立某种辐射产生的化学平衡为止，可分为三个阶段：1）辐射能量传递阶段2)建立热平衡阶段3）自由基的扩散，相互作用及建立化学平衡阶段5为了衡量水辐射分解的程度，引进辐解产物产额的概念，其定义为水每吸收100电子伏特的辐射能，产生(冠以“+”)或消失(冠以“—”号)的辐解产物数目，常用G表示。
6按照化学性质将水的辐解产物分成两大类：还原性产物和氧化性产物。
前者包括水和电子e-水合，氢原子H，氢分子H2。
后者包括氢氧自由基OH，二氧化氢HO2，过氧化氢H2O2以及氧分子O2。
根据辐射产物的化学形态，又可分为自由基产物和分子产物，分子产物主要有H2，H2O2和O2。
它们由初级产物互相作用而成，具有比较稳定的形态，可在溶液中积聚到一定浓度，较易测量。
辐解自由基产物则不然，它们非常活泼，极不稳定，难以积累到易于测量的水平。
Incoloy 800HT
Incoloy 800HT乾福//金属//材料//供应//洽谈//①⑦⑦//④⑨⑦//⑦②②//⑧⑥Incoloy 800、800H和800HT是镍铁铬合金，在高温暴露下具有良好的强度和优异的抗氧化和抗渗碳能力。
这些镍钢合金是相同的，除了800H 合金中的碳含量更高，并且在 800HT 合金中添加了高达 1.20% 的铝和钛。
Incoloy 800 是这些合金中的第一种，它被稍微修改为Incoloy 800H。
这种修改是为了控制碳 (.05-.10%) 和晶粒尺寸，以优化应力断裂特性。
Incoloy 800HT 对钛和铝的组合水平(.85-1.20%) 进行了进一步修改，以确保最佳的高温性能。
镍合金经过双重认证 (800H/HT)，结合了两种形式的特性。
Incoloy800H/HT 合金适用于高温结构应用。
镍含量使合金对氯化物应力腐蚀开裂和σ相析出引起的脆化具有高度抵抗力。
一般耐腐蚀性能优良。
在固溶退火条件下，合金 800H 和 800HT 具有优异的蠕变和应力断裂性能。
Incoloy 800HT 的化学成分:乾福//金属//材料//供应//洽谈//①⑦⑦//④⑨⑦//⑦②②//⑧⑥Incoloy800HT金相组织：Incoloy 800HT 合金具有稳定的面心立方结构。
化学成分和适当的热处理确保耐腐蚀性不会因敏化而受损。
Incoloy800HT耐腐蚀性：Incoloy 800HT 是一种多功能工程合金，在氧化和还原环境中均具有抗酸碱腐蚀的能力。
高镍含量使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂能力。
在硫酸、磷酸、硝酸和有机酸等各种介质，氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸等碱金属中具有良好的耐腐蚀性。
Incoloy 800HT 的高综合性能体现在硫酸、硝酸和氢氧化钠等具有腐蚀性介质的各种核燃烧溶解器中。
钾和盐酸溶液。
乾福//金属//材料//供应//洽谈//①⑦⑦//④⑨⑦//⑦②②//⑧⑥Incoloy800HT加工及热处理：Incoloy 800HT适用于热加工和冷加工，但由于强度高，需要大功率加工设备。
Incoloy800HT分析
Incoloy800HT条件应力值：达到90%屈服强度的高条件应力值可应用于允许略大一点变形量的应用场合。
这些应力引起的永久应力会导致尺寸的变化，因此不推荐用于法兰和密封垫圈连接件。
Incoloy800HT金相结构：Incoloy800HT合金具有稳定的面心立方结构。
化学成分和恰当的热处理保证了耐腐蚀性不受敏化性的削弱。
Incoloy800HT耐腐蚀性：Incoloy800HT是一种通用的工程合金，在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱金属腐蚀性能。
高镍成份使合金具有有效的抗应力腐蚀开裂性。
在各种介质中的耐腐蚀性都很好，如硫酸、磷酸、硝酸和有机酸，碱金属如氢氧化钠、氢氧化钾和盐酸溶液。
Incoloy800HT较高的综合性能表现在腐蚀介质多样的核燃烧溶解器中，如硫酸、硝酸和氢氧化钠都在同一个设备中处理。
Incoloy800HT应用范围：Incoloy800HT广泛应用于各种使用温度不超过550℃的工业领域。
典型应用为：●硫酸酸洗工厂用的加热管、容器、筐及链等。
●海水冷却热交换器、海洋产品管道系统、酸性气体环境管道。
●磷酸生产中的热交换器、蒸发器、洗涤、浸渍管等。
●石油精炼中的空气热交换器●食品工程●化工流程●高压氧气应用的阻燃合金。
Incoloy800HT加工和热处理Incoloy 8HT适合于热加工和冷加工，但由于具有高强度，需要大功率的加工设备。
Incoloy 8HT都适合于用各种方便的焊接方法焊接。
Incoloy800HT加热：1.在热处理之前及热处理过程中应始终保持工件清洁。
2.在热处理过程中不能接触硫、磷、铅及其它低熔点金属，否则会损害材料的性能，应注意清除诸如标记漆、温度指示漆、彩色蜡笔、润滑油、燃料等污物。
3.燃料中的含硫量越低越好，天然气中的硫含量应少于0.1%，重油中硫含量应少于0.5%。
4.考虑到温度控制和保持清洁的需要，最好在真空炉或气体保护炉中进行热处理。
5.也可以在箱式炉或燃气炉中加热，但炉气必须洁净并以中性至微氧化性为宜，应避免炉气在氧化性和还原性之间波动，加热火焰不能直接烧向工件。