304不锈钢在高温水中的应力腐蚀破裂
304不锈钢应力腐蚀的临界氯离子浓度
电位氐ｃＧ，ｖ 图４不同Ｃｌ＿浓度溶液中的阳极极化曲线
名
音 ｇ 善 群 筐
氯离ｒ．浓度，ｍｇ·Ｌ－１ 图５钝化膜破裂电位￡ｂ随Ｃｒ浓度的变化
第８期
吕国诚等：３０４不锈钢应力腐蚀的临界氯离子浓度
·１２８７·
图５为３０４不锈钢在不同浓度Ｃｌ－溶液中的钝 化膜破裂电位对Ｃｒ浓度的关系。在Ｃｒ浓度较低 时，钝化膜破裂电位玩随Ｃｒ浓度的增加迅速负移， 且呈线性关系；当Ｃｒ浓度较大时，钝化膜破裂电 位Ｅｂ随Ｃｒ浓度的增加缓慢负移，也呈线性关系， 两直线交于点，（９８ ｍｇ／Ｌ，２６６ ｍＶ）。即当Ｃ１．浓 度大于１００ ｍｇ／Ｌ时，钝化膜破裂电位较负，且变化 不大，说明钝化膜已经遭到破坏，增加Ｃｒ的浓度， 影响已经较小；当Ｃ１－浓度小于１００ ｍｇ／Ｌ时，随着 Ｃｒ浓度的减小，破裂电位迅速正移，即钝化膜的保 护性迅速增大。故可认为，承受３０％拉应变的３０４ 不锈钢在小于１００ ｍｇ／Ｌ的Ｃ１．溶液中，具有较好的 耐应力腐蚀性能。这与导致３０４不锈钢发生３衄×２Ⅱ蚰）。慢拉伸实验在ｌｅ时１０ｌ【Ｎ
应力腐蚀试验机上进行，拉伸应变速率２×ｌＯ＿６ ｓ一。 ２．２慢拉伸试样的断口分析
试样断裂后，立即取出，保护好断口。先用去 离子水冲洗表面附着的腐蚀产物，然后用氮气吹干。 在超声波清洗仪中使用丙酮清洗断口，氮气吹干后
采用Ｃ锄ｂｒｉｄｇｅ—Ｓ２５０犁扫描电镜观察断口形貌。
的装置施加拉应力李试样发生３０％变形（不卸载）。 在试样的中间部分裸露ｌ ｃｍ２，其余部分用硅橡胶 黏合剂密封。
电化学测试用三电极体系，试样为研究电极， 铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。动 电位扫描速度为２０ ｍＶ／ｍ－ｉＩｌ。
８ ９
图１恒应变原位电化学测试装置
不锈钢氯离子应力腐蚀开裂分析
不锈钢氯离⼦应⼒腐蚀开裂分析技术与信息96 |2019年4⽉产物，对其进⾏化学分析，发现其中氯离⼦的含量⽐较⾼。
不锈钢部件的氯离⼦应⼒腐蚀开裂从萌⽣到开裂失效往往会经历较长的使⽤过程，可能是⼏年或者⼏⼗年，⽽该设备上所使⽤的两只三通才更换使⽤不到两个⽉时间，这么短的时间内造成如此⼤的裂纹，可以说该三通部件没有经历孕育萌发阶段⽽直接进⼊裂纹扩展阶段。
通过对该企业留存的不锈钢三通备件进⾏检查发现，三通内表⾯不光洁，存在较多的⽑刺，未经过有效的表⾯处理，外表⾯肩部有明显的压痕，见图2所⽰，三通在冷压制成型过程中在其肩部造成了较⼤的残余应⼒以及组织的转变(马⽒体相变)，在很⼤程度上促使该部件氯离⼦应⼒腐蚀开裂的形成，同时管道输送的介质中存在较⾼浓度的游离态氯离⼦，同时该管道输送介质的温度常年25～45℃的较⾼使⽤温度下使⽤，各种因素的综合影响，导致该三通部件在使⽤过程中直接跳过了裂纹孕育期，急速进⼊裂纹稳定扩展阶段，最终形成裂纹造成部件失效。
图1 裂纹⾦相图图2 不锈钢三通部件3 三通肩部应⼒腐蚀开裂的关键因素氯离⼦不但能造成不锈钢压⼒容器管道的孔腐蚀，⽽且更容易造成不锈钢压⼒容器及管道元件的应⼒腐蚀开裂。
其影响因素包括：氯离⼦浓度、拉应⼒、温度以及pH 值、氧含量、合⾦成分等。
3.1 介质中氯离⼦含量氯离⼦含量是影响不锈钢应⼒腐蚀开裂的直接因素，氯离⼦含量与应⼒腐蚀开裂成正⽐，在⾼温情况(⼤于60℃)，氯离⼦含量只要达到1mg/L，就能够直接造成构件的破裂。
0 引⾔2010年11⽉20⽇，泰兴某化⼯烧碱企业产烧碱量达到70万吨以上，其在⽤的8万吨/年改性聚氯⼄烯项⽬所使⽤的两台氯⼄烯泵后相连的压⼒管道三通成品管件，在投⽤使⽤了两年多后三通成品管件肩部发⽣开裂性泄漏，开裂部位形貌如树枝根须状。
该⼯程项⽬上氯⼄烯管道在⽤的两只成品三通，且都不同程度的出现了同样的问题。
根据现场资料显⽰三通规格为φ159×4.5，材质为0Cr18Ni9，设计使⽤压⼒是1.60MPa，设计使⽤温度为常温，⽇常⼯作介质为氯⼄烯。
304不锈钢管线腐蚀开裂原因分析
158研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2019.08 (上)由于具有优良的耐蚀性及综合力学性能，铬镍奥氏体不锈钢在工程中应用越来越广泛。
同时，许多学者对不锈钢应力腐蚀开裂的研究日益广泛和深入,并取得了相当大的进展。
应力腐蚀裂纹常导致不锈钢构件在低于设计应力、没有任何明显宏观变形和不出现任何征兆的情况下突然迅速破裂,这不仅会造成巨大危害,也严重妨碍了不锈钢的进一步推广和应用。
1 情况概述某装置汽提单元自开工以来，位于汽提泵出口管线的光学视镜石棉垫片多次发生泄漏。
最近一次因泄漏更换石棉垫片后，发现视镜下部管段仍有液体介质漏出，拆开保温后发现视镜下部管段已开裂。
开裂管段材质为304不锈钢，规格Ф114×5mm。
管线操作温度100℃左右、压力0.4MPa，外部有保温层。
内部介质为含有氯化钙的胶粒水，其中氯离子含量约为38～54mg/L。
为了查明裂纹性质及产生原因，采取相应的防范措施，在失效部位进行取样进行检测分析。
2 检查情况2.1 宏观检查通过检查发现，开裂管段外壁有很多呈枯树枝状的裂纹,裂纹开裂方向既有沿轴向的，也有沿环向的，裂纹处及管段整体未见明显变形，如图1所示。
沿管段开裂部位横向截断，观察裂纹处的管壁横断面，可见裂纹从外壁表面沿纵深方向扩展,其中主裂纹已经穿透，如图2所示。
图1 开裂管段外表面裂纹 图2 开裂管段管壁横断面如图3所示开裂管段的内表面光滑，无腐蚀痕迹，除裂纹部位外均保持原始加工表面。
将裂纹打开，观察裂纹的断面，可以看到断裂方向基本垂直于表面，断口平齐，表面为粗瓷状，裂纹断面由管段外表面的黑棕色向内表面过渡为棕灰色。
断口呈脆性断裂特征，如图4所示。
304不锈钢管线腐蚀开裂原因分析文佳卉（独山子石化公司研究院，新疆 独山子 833600）摘要：采用宏观检查、材质检测、硬度测试和金相分析等方法对304不锈钢(0Cr18Ni10)管线开裂的原因进行分析。
304不锈钢水槽应力腐蚀开裂分析
304不锈钢水槽应力腐蚀开裂分析邬珠仙;何攀;张朝波【摘要】针对304不锈钢水槽底面特别是出水口处发生的锈蚀现象,通过直读光谱仪、金相显微镜、图像分析仪、扫描电镜及能谱仪,对304不锈钢锈蚀水槽的化学成分、显微组织、裂纹形貌及腐蚀产物的成分进行了检测分析.结果表明,304不锈钢水槽的化学成分、显微组织都符合JIS G 4305标准,水槽锈蚀的主要原因为冲压油未及时清洗,在马氏体、拉应力和氯离子的共同作用下,发生晶间应力腐蚀所致.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P48-51)【关键词】304不锈钢;水槽;氯离子;应力腐蚀【作者】邬珠仙;何攀;张朝波【作者单位】宁波宝新不锈钢有限公司,浙江宁波315807;宁波宝新不锈钢有限公司,浙江宁波315807;上海宝钢工业技术服务有限公司,上海200941【正文语种】中文【中图分类】TG142.71304不锈钢应用于水槽生产已有100多年的历史，自20世纪90年代以来，随着国内不锈钢生产及制造产业的迅速发展，不锈钢水槽以其表面亮丽、经久耐用等优点逐步替代了陶瓷水槽而进入千家万户。
基于表面形成的致密钝化膜，304不锈钢在一般的空气及自来水环境中具有良好的耐腐蚀性能，但当材质固溶情况不良(晶间有碳化物析出)、加工过程中含氯、硫离子偏高的冲压油未能及时清洗干净或者使用环境中含有较高的氯、硫等卤素离子时，304不锈钢的钝化膜将遭受破坏，从而导致腐蚀失效现象的发生。
本文对一水槽表面锈蚀，特别是出水口附近锈蚀案例的失效原因进行了分析。
1 锈蚀水槽加工使用概况不锈钢水槽的主要加工工艺流程为落片→冲压→清洗→光亮退火→冲压整形→清洗→抛光。
抛光一般采用拉丝抛光或电解抛光，本案例水槽为拉丝抛光。
该批水槽使用不久即发现有锈蚀现象，从外观观察，水槽底面出水口附近和侧面均有红棕色锈迹存在，见图1。
为了分析锈蚀原因，分别从图中A、B、C位置切取试样进行成分、组织、表面微观形貌及能谱等项目的检测分析。
s304材料标准
s304材料标准不锈钢 304 1.4301不锈钢304和不锈钢304L，分别标记为1.4301和1.4307，是两种广泛应用于各个领域的不锈钢材质。
304型号以其出色的耐腐蚀性和广泛的应用范围而闻名，有时仍被人们沿用旧名称18/8来称呼，这个名称来源于304型号的标称成分，即18%的铬和8%的镍。
304型号不锈钢是一种奥氏体钢种，其特性在于可以进行严格的深冲加工，这使得304成为制造水槽、平底锅等家居用品的首选材质。
304L型号则是304型号的低碳版本，其在大规格部件的制造中有着优异的表现，能够提高材料的焊接性能。
有些产品，如板材和管道，可以作为“双重认证”的材料提供，这意味着它们同时满足了304和304L的标准。
另外，304H型号是一种高碳含量的变体，它可以在高温环境下使用。
本数据表中给出的属性是按照ASTM A240/A240M标准进行平轧产品的典型属性。
我们可以合理地预期，这些标准中的规格与本数据表中给出的规格相似，但并不一定完全相同。
在不锈钢的世界里，304和304L以其稳定的性能和广泛的用途，持续保持着极高的市场份额。
而304H则以其特殊的用途和高温环境下的稳定性，赢得了一批特定的用户。
无论您是寻找通用型材还是特殊环境下的应用，这三种不锈钢都能为您提供可靠的解决方案。
应用1.平底锅：304不锈钢平底锅具有良好的耐腐蚀性和热传导性能，适合用于烹饪和烘焙，能保持食物的原汁原味。
2.弹簧、螺钉、螺母和螺栓：304不锈钢具有较高的抗腐蚀性和抗氧化性，适用于制造耐磨、耐腐蚀的弹簧、螺钉、螺母和螺栓等零件。
3.水槽和防溅板：304不锈钢水槽和防溅板具有耐腐蚀、易清洁的优点，适用于家庭和商业厨房。
4.建筑镶板：304不锈钢建筑镶板具有良好的耐腐蚀性和美观性，适用于室内外装饰和建筑幕墙。
5.管道：304不锈钢管道具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和可靠性，适用于输送液体、气体和蒸汽等介质。
6.啤酒、食品、乳品和制药生产设备：304不锈钢具有良好的耐腐蚀性和食品安全性，适用于制造啤酒、食品、乳品和制药等行业的生产设备。
304不锈钢的许用应力表 概述及解释说明
304不锈钢的许用应力表概述及解释说明1. 引言1.1 概述304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，在工业领域广泛应用。
随着工程项目的发展和要求的提高，了解该材料的性能和限制变得越来越重要。
而许用应力表作为衡量304不锈钢可承受压力的重要参考依据，对于确保结构安全和设备使用寿命具有重要意义。
1.2 文章结构本文将围绕着304不锈钢的许用应力表进行详细阐述，以帮助读者更好地理解该材料的特性和使用限制。
文章包括以下几个部分：引言、304不锈钢许用应力表的定义与意义、304不锈钢许用应力表的组成要素、解释说明常见的304不锈钢许用应力表参数图表示例、结论和展望。
1.3 目的本文旨在对读者介绍304不锈钢许用应力表，包括其定义、作用以及制定原则。
同时，通过对各种参数如材料强度、耐蚀能力以及温度等因素对许用应力值影响的解释，帮助读者更好地理解许用应力表的组成要素。
最后，本文还将通过图表示例的详细说明和参数之间关系分析，帮助读者更好地利用许用应力表确定特定条件下的适当许用应力值。
通过本文的阐述，读者将对304不锈钢的许用应力表有一个全面而深入的了解，并能够合理应用于实际工程项目中。
2. 304不锈钢的许用应力表的定义与意义：2.1 304不锈钢的特性介绍：304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，具有良好的耐蚀性和机械性能。
它主要由铬、镍和少量的碳组成，因此具有较高的抗氧化能力和耐酸蚀性。
同时，304不锈钢还具有优异的可焊性和加工性能。
2.2 许用应力表的定义与作用：许用应力表是根据材料特性和使用要求制定的一种指导材料使用安全界限的表格。
对于304不锈钢这样的材料而言，许用应力表可以规定在特定条件下允许施加在材料上的最大应力值，以确保其在使用过程中不发生损坏或失效。
2.3 为什么需要对304不锈钢制定许用应力表：由于304不锈钢广泛应用于各个领域，如建筑、汽车、化工等，因此了解并遵循适当的许用应力对于保证结构安全和延长材料寿命至关重要。
不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究
不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究马宏驰;吴伟;周霄骋;王亮【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2018(47)11【摘要】目的对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀(SCC)行为及机理。
方法将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。
结果原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。
原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。
电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。
结论不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。
【总页数】8页(P126-133)【关键词】奥氏体不锈钢;氯化铵;应力腐蚀;固溶处理;敏化【作者】马宏驰;吴伟;周霄骋;王亮【作者单位】北京科技大学新材料技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TG172【相关文献】1.304奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中应力腐蚀性能的研究 [J], 黄毓晖;轩福贞;涂善东2.304不锈钢在核电站二回路水环境中的应力腐蚀开裂行为 [J], 关矞心;李成涛;武焕春;方可伟;罗坤杰;王力;薛飞3.304NG奥氏体不锈钢在超临界水环境中的腐蚀行为 [J], 胡梦;沈朝;张乐福4.奥氏体304不锈钢及焊缝在氯化物溶液中应力腐蚀开裂行为及机理研究 [J], 方智5.不同状态310S奥氏体不锈钢在H2S/CO2环境中的应力腐蚀行为 [J], 于浩波;张德龙;胡慧慧;刘传森因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不锈钢应力腐蚀的影响因素
不锈钢应力腐蚀的影响因素不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，但在特定条件下，它仍然可能发生应力腐蚀。
应力腐蚀是指在存在应力的情况下，金属材料在特定环境中发生腐蚀的现象。
以下是关于不锈钢应力腐蚀影响因素的详细解释。
1. 环境因素：- 氯离子：氯离子是导致不锈钢应力腐蚀的主要因素之一。
在含有氯离子的环境中，不锈钢容易发生晶间腐蚀。
氯离子的浓度越高，应力腐蚀的风险就越大。
- 酸性环境：酸性环境也容易引起不锈钢应力腐蚀。
酸性溶液可以破坏不锈钢表面的保护膜，使其更容易受到腐蚀。
- 温度：高温环境下的不锈钢更容易发生应力腐蚀。
高温会加速腐蚀反应的速率，增加不锈钢的腐蚀风险。
2. 材料因素：- 合金成分：不同成分的不锈钢具有不同的耐腐蚀性能。
一般来说，镍含量越高的不锈钢具有更好的耐腐蚀性能。
- 冷处理：冷处理可以增加不锈钢的强度，但也会增加应力腐蚀的风险。
冷处理后的不锈钢容易在应力作用下发生晶间腐蚀。
3. 应力因素：- 拉应力：拉应力是引起不锈钢应力腐蚀的主要应力形式。
拉应力会导致不锈钢晶粒的晶间腐蚀，从而降低材料的强度和耐腐蚀性能。
- 残余应力：残余应力是由于制造过程中的热处理、焊接或冷加工等引起的。
残余应力会削弱不锈钢的耐腐蚀性能，增加应力腐蚀的风险。
为了减少不锈钢的应力腐蚀风险，可以采取以下措施：- 控制环境条件，尽量避免不锈钢暴露在含有氯离子或酸性溶液的环境中。
- 选择合适的不锈钢材料，特别是具有高镍含量的不锈钢。
- 避免过度冷处理，以减少应力腐蚀的风险。
- 控制应力，尽量避免不锈钢受到拉应力或残余应力的影响。
总之，不锈钢应力腐蚀受到环境、材料和应力等多个因素的影响。
了解这些影响因素并采取相应的措施可以有效降低不锈钢应力腐蚀的风险。
不锈钢手册
1、耐蚀性不锈钢的耐蚀性是依靠于形成在其表面的钝化膜，根据是否具有保持这一钝化膜的使用环境条件，随之有明显的不同。
不锈钢通常在强氧化性的环境下，表现出强于贵金属的耐蚀性，与其它金属材料相比较，具有在大多数的腐蚀环境下易钝化的特征。
不锈钢主要分为马氏体系、铁素体系和奥氏体系，其中作为耐蚀性材料主要是铁素体系和奥氏体系。
马氏体系不锈钢含12%Cr，作为实用钢，随着Cr量的增加就越容易钝化。
铁素体系不锈钢在氯化物环境下，由于比奥氏体系不锈钢的应力腐蚀开裂灵敏性差，所以当作石油精制装置用材被广泛使用，相反，有易产生孔蚀、间隙腐蚀或焊接热影响区的晶界腐蚀的缺点。
但是，这些缺点都可以通过添加Ti、Mo元素来改善。
本系钢种的缺点与奥氏体系不锈钢相比，表面耐腐蚀性差，易产生常温切口脆性、475℃脆性、脆性、焊接脆性等等，而且一转变为脆化状态所有的耐蚀性就下降。
奥氏体系不锈钢通常在氧化性腐蚀环境下，使用SUS304；在还原性酸环境下，使用含有Mo或含Mo-Cn元素的SUS316、317、316Ti钢种。
特别在出现由于受焊接等的热影响问题时，在氧化性环境下，希望使用SUS304L、321、347等低碳钢、稳定性钢种；而在还原性环境下，即希望使用SUS316L、317L、316J1L等钢种。
在不锈钢中，还有用Mn置换Ni的Cr-Mn-Ni-N系列，奥氏体+铁素体二相系不锈钢。
前者是为了节省Ni，而将一部分或全部的Ni 以Mn和N来置换的钢种；后者的二相系不锈钢作为SUS329J1最近已被标准化，此钢种易钝化，钝化膜的稳定性好，置于氯化物的环境中，在孔蚀、间隙腐蚀、应力腐蚀开裂方面，表现出比含有Mo的奥氏体不锈钢SUS316更加优越的耐蚀性。
但是，在表面腐蚀性方面，由于Ni含量少，在硫酸浓度10%以上的情况，就比SUS316差。
1-1不锈钢的腐蚀形态（1）表面腐蚀是作为判定不锈钢的一般耐蚀性的基准。
因此根据腐蚀液或者环境的化学，物理条件明显不同，为发挥不锈钢的耐蚀性，为有效地形成钝化，至少需要12%的Cr，虽然对于像硝酸这样的氧化性酸表现出良好的耐蚀性，但在还原性酸的情况下，易被腐蚀。
-各种不锈钢的耐腐蚀性能
各种不锈钢的耐腐蚀性能304是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。
301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。
302不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。
302B是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。
303和303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。
303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。
304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。
较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。
304N是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。
305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。
308不锈钢用于制作焊条。
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。
而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。
330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。
其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。
321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。
348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。
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）。
304不锈钢的腐蚀
304不锈钢的腐蚀应力腐蚀应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。
应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。
应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。
二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。
三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。
四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂晶间腐蚀说明:局部腐蚀的一种。
沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。
主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。
晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。
通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。
不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。
晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。
腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。
不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。
不锈钢的晶间腐蚀:不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。
晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。
当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。
因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。
304不锈钢耐蚀性能影响因素
这使孔内溶液氢离子浓度升高，pH值降低，孔内pH值低达2-3，而Cl-离子浓度为整体溶液的3-10倍。孔内酸化，使蚀孔内金属处于HCl介质中，即处于活化溶解状态；而蚀孔外溶液仍然是富氧，介质维持中性，因此表面膜维持钝态，从而构成了活态(孔内)一钝态(孔外)腐蚀电池，促使蚀孔内金属不断溶解，蚀孔外表面发生氧的还原。这样使点蚀以自催化的过程发展下去，从而促进腐蚀破坏的迅速发展。
2.1 304
2.
304不锈钢材料在某些环境介质中一定的时间，表面上个别微小区域内出现孔穴或麻点，且随时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，这种现象称为点腐蚀，简称点蚀。点腐蚀是一种外观隐蔽而破坏性大的局部腐蚀,点蚀连续发展会导致腐蚀穿孔直至整个设备失效，造成巨大的经济损失，甚至产生危害性更大的事故。点腐蚀通常发生在易钝化金属或合金中，同时钢的点腐蚀在实践中最为常见，如不锈钢在近中性的含氯离子的水溶液中可能发生局部溶解形成孔穴而遭到点蚀。
不锈钢具有抵抗大气氧化的能力——即不锈性，同时也具有在含酸（除盐酸）、碱的介质中耐腐蚀的能力——即耐蚀性。抗腐蚀能力的大小不仅由不锈钢本身的化学成分及其组态、表面状态有关，使用条件、环境及介质类型也是重要的影响因素。如，不锈钢表面附着了异类金属粉尘或颗粒，潮湿的气氛下，附着物与不锈钢间的冷凝水将二者连成一个微电池，引发电化学腐蚀。
2.
点蚀形成与发展可分为三个阶段：（1）钝化膜破坏；（2）亚稳态点蚀的生长和消失；（3）稳定的点蚀的生长。
关于钝化膜的破坏引发点蚀的机制，目前有三种观点[2]：渗透机制；吸附机制；破裂机制。钝化膜穿透机制认为，强电场的作用使侵蚀性阴离子穿透钝化膜扩散到金属/钝化膜界面，促进了金属的溶解[3]，导致点蚀。另一种类似的模型[4]，认为电场作用下空位迁移导致钝化膜破坏。氧化膜表面吸附并结合侵蚀性阴离子（Cl-）后，将在表面产生阳离子空位。空位穿过氧化层扩散到金属基体-氧化层界面后，会被金属基体氧化生成的阳离子填充。如果空位的粒子流大于金属能提供的阳离子流，空位将在界面处聚集形成孔洞，这就是点缺陷模型中点蚀发生过程的第一步。
不锈钢管腐蚀开裂分析
2019年 第11期热加工W焊接与切割elding & Cutting19不锈钢管腐蚀开裂分析■李国辉，刘洪武，王跃庆摘要：某化肥厂304不锈钢管焊接后并经过了试压，在使用了两年后，部分钢管发生渗液现象。
为了找出失效原因，对渗液钢管进行了化学成分、金相组织、非金属夹杂物、平均晶粒度、扫描电镜分析。
结果表明：该不锈钢管的非金属夹杂物含量偏高，钢管化学成分中Cr 含量偏低，在焊接后晶界Cr 与C 结合析出碳化物，导致晶界处贫Cr 被腐蚀，大气环境中氯离子含量过高，也是导致腐蚀的原因之一。
关键词：不锈钢；失效分析；晶间腐蚀；贫铬1. 概述由于具有优良的耐蚀性，304不锈钢被广泛地用于要求良好综合性能（耐蚀性和成形性）的设备和机件，在化工设备、压力容器等行业应用广泛。
某化肥厂硫酸管，用于硫酸泵出口（0.82M P a ）与反应器之间连接，该泵流量14m 3/h ，扬程63m ，硫酸浓度为93.5%，使用温度为常温。
该管道于2016年更换，在使用两年后，在泵进出口排放管及压力表接口高颈法兰焊接处出现渗液现象。
对管壁进行清洗、渗透检测并发现裂纹（见图1）。
查阅原始资料，该钢管材质为304不锈钢，管径为D N50，壁厚3.5m m ，在焊接后进行渗透检测，结果合格。
将该钢管切割取样，经检测发现，渗液处位于焊缝区域并发现裂纹。
为查明不锈钢管腐蚀开裂失效的原因，避免再次发生危险，本文拟对失效钢管件进行化学成分、金相显微及扫描电镜分析，从而得出失效原因，并提出预防措施。
2. 试验方法（1）化学成分分析 采用A R L-4460直读光谱仪分别对不锈钢管的母材及焊缝的化学成分进行检测，确定化学成分是否符合标准要求。
（2）金相显微分析 从渗液处（见图1c ）截取试样，试样包括母材、焊缝和热影响区，对试样进行预磨、粗磨、精磨和抛光，使用OLYMPUS-GX51金相显微镜对试样进行非金属夹杂物观察，之后用三氯化铁盐酸水溶液对其浸蚀，在金相显微镜下对试样进行组织观察（见图2）。
304不锈钢湿硫化氢应力腐蚀开裂案例分析
304不锈钢湿硫化氢应力腐蚀开裂案例分析[摘要]通过对某炼油厂换热器E116/1浮头盖焊缝开裂的分析，阐述304不锈钢在湿硫化氢环境中具有SCC（应力腐蚀开裂）的敏感性，并提出相应的控制措施。
【关键词】304不锈钢；湿硫化氢应力腐蚀；换热器；案例分析前言E116/1为72万吨酸性水汽提装置分凝液换热器，一、二级分凝液(氨和硫化氢的水溶液)汇合后经E-116/1与循环水换热后，与三级分凝液汇合，返回原料罐V-103。
该水冷器是2002年4月投用，运行至今9年，历次检修试压均无问题。
E116/1运行参数：管程介质为循环水，操作温度19-28℃，操作压力0.3MPa；壳程介质为分凝液(氨和硫化氢的水溶液)，操作温度80℃，操作压力0.45MPa。
下表0-1为该设备参数。
1.故障经过2011年12月12日车间在循环水日检查过程中发现E116/1循环水气味、颜色有异常，采用色阶法进一步检查怀疑该水冷器内漏。
2011年12月13日循环水样分析COD超标，判定E116/1内漏，循环水切出。
2011年12月14日切出分凝液并处理壳程至合格。
2011年12月15日交施工队伍检修，安装试压环、浮头专用工具试压，管束管板无泄漏。
回装浮头盖试压，装水过程中发现浮头盖焊缝处漏水。
拆下浮头盖对焊缝进行详细检查，发现焊缝有约10cm长0.5mm宽的裂纹。
使用渗透探伤后，发现浮头环焊缝一半均有裂纹产生。
2.裂纹检测分析2011年12月26日对该浮头盖焊缝边缘热影响区做金相检查。
未进行浸蚀前放大100倍观察，可见平行裂纹（见图2.1）。
浸蚀后放大100倍观察，可见较多沿晶裂纹（见图2.2）。
2011年12月26日取分凝液试样做氯离子分析，结果为未检出；分凝液组分分析为：NH3含量75588mg/L，H2S含量26.62g/L，pH值为9.86。
由分析数据可以看出该浮头盖工作环境是湿硫化氢腐蚀环境。
18－8型奥氏体不锈钢在湿硫化氢腐蚀环境中存在应力腐蚀（SCC）敏感性。
304不锈钢在溶液中腐蚀行为的研究.
3.1 不同浓度 NaCl 对不锈钢的腐蚀行为的影响及其机理................................9 3.2 不同温度 NaCl 溶液对不锈钢的腐蚀行为的影响及其机理......................10
引 言............................................................................................................................ 1
第一章：文献综述.................................................................................................. 2
304 不锈钢在溶液中腐蚀行为的研究
目录
摘要.............................................................................................................................Ⅰ
abstract......................................................................................................................Ⅱ
3.3 不同阳离子对不锈钢的腐蚀行为的影响及其机理.................................... 11 3.4 卤素离子对不锈钢的腐蚀行为影响及其机理............................................ 12 3.5 不同根离子对不锈钢的腐蚀行为影响及其机理......................................... 14 3.5.1 SO42-浓度对不锈钢腐蚀行为影响及其机理............................................. 14 3.5.2 NO3-浓度对不锈钢腐蚀行为影响及其机理.............................................. 14 3.5.3 SO42-和 NO3-对不锈钢腐蚀行为影响的比较............................................ 15 3.6 缓蚀剂对不锈钢的腐蚀行为影响及其机理................................................ 16 3.6.1 硫脲对不锈钢在水溶液中的腐蚀行为影响及机理................................. 17 3.6.2 钼酸钠对不锈钢在水溶液中的腐蚀行为影响及机理............................. 18 3.6.3 硫脲和钼酸钠对不锈钢影响的对比......................................................... 19
硕士毕业论文《敏化型304不锈钢在三点弯曲载荷作用下应力腐蚀特性的研究》
华东理工大学硕士学位论文敏化型304不锈钢在三点弯曲载荷作用下应力腐蚀特性的研究A Study of Stress Corrosion Behavior of Sensitized 304 Stainless Steel under Three PointBending作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。
所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。
除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。
论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。
论文作者签名：年月日华东理工大学硕士学位论文第I页摘要应力腐蚀是304不锈钢最常见的腐蚀失效形式之一，它是应力和腐蚀介质共同作用下的延迟破裂，具有脆性断裂的特征，往往对设备和人员造成很大危害。
本文通过对敏化304不锈钢进行三点弯实验、SSRT实验、显微组织观察、EDS、XRD、SEM等测试技术对奥氏体不锈钢的应力腐蚀机理进行了较全面的研究。
提出用非标准小试样三点弯实验来评价材料的应力腐蚀行为，为服役设备不影响正常工作下的半无损检验提供了科学依据。
本文的主要工作和取得的主要研究进展如下：（1）从金相分析得知在650℃敏化，随时间的延长材料的晶界沟槽组织越来越明显，说明材料在敏化作用下抗腐蚀性能下降；（2）在650℃对304不锈钢进行敏化处理从0-100h随着时间的延长腐蚀电位不断下降腐蚀电流逐渐增大，敏化200h的304不锈钢的腐蚀电位与100h相比有所提高，而腐蚀电流下降；从极化曲线和腐蚀电位、腐蚀电流曲线可看出，在0-100h随着时间的延长材料抗腐蚀性逐渐下降，敏化100-200h时抗腐蚀性有所提高；（3）随着敏化时间的延长304不锈钢的延伸率在不断下降，抗拉力却在不断提高；（4）在未加载荷和1kg载荷下（试样下表面中间最大应力85MPa），随着敏化时间从0至100h的延长腐蚀速率逐渐增大，敏化时间从100h-200h时腐蚀速率出现下降趋势；在2kg载荷（试样下表面中间最大应力170MPa）作用下，腐蚀后铬含量的损失量随敏化时间的延长而增大，并且在试样时间下表面出现鼻尖现象即应力与铬的损失量成正趋势；（5）三点弯试验下试样加载点的挠度急剧增大的转变时间随着敏化时间的延长而增大，而且都有一段平稳的过渡期；（6）在SSRT实验中观察到试样产生点蚀坑，由此可以推论：敏化型不锈钢由于点蚀的作用产生局部应力集中，最后在拉应力作用下导致开裂。
304不锈钢的腐蚀解读
304不锈钢的腐蚀应力腐蚀应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。
应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。
应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。
二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。
三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。
四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂晶间腐蚀说明:局部腐蚀的一种。
沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。
主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。
晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。
通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。
不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。
晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。
腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。
不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。
不锈钢的晶间腐蚀:不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。
晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。
不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。
当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。
因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。
不锈钢应力腐蚀原理及防治方法
渗透后的明 显裂纹
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使用建议
1 、列管式换热器的使用，如果工艺允许，建议循环水尽量走管程， 既能避免氯离子的富集，也容易清洗水垢； 2、列管式换热器中需冷却的物料温度控制尽量在 60℃以下，如果超 过80℃的要特别注意 3、物料中有易造成不锈钢SCC发生的环境时，一定要在设备条件中 提出，特别是卤素离子（Cl-、Br-等），以便于提前预防与避免。 4、解决发生SCC的三条途径 a 降低温度：高于 60℃的物料在用循环水冷却前，可以采用能量耦 合、风冷等形式，先将物料温度降低到60℃以下，再用水冷； b 消除应力：车间将 SCC所涉及的温度、物料成分提清楚后，设备 制造单位在制造时可采用减小焊接电流、控制焊接速度、控制层间 温度在 90℃以内、整体消除应力（在受应力的合金表面进行喷砂、 锤敲等处理，使表面层处于压应力状态，以提高抗 SCC性能。）等 办法减少应力，另外结构设计时增加膨胀节也可减少温差应力； c 选择材料：如果SCC无法控制，且制作质量无法保证的前提下，可 采用耐SCC的材料，目前常用的有双相不锈钢2205、2507等。 22
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我们公司明显属于应力腐蚀开裂的情况出现过不少 1）603分厂压缩机工段冷凝器管板焊缝开裂 2）606分厂氨冷凝器管板与换热管焊缝开裂 3）609分厂塔内冷器管板与换热管焊缝开裂
a 换热管材料都是304不锈钢；
b 开裂处都为管板与换热管焊接处及焊接热影响区，存 在焊接残余应力； c 壳程都是循环水，换热温度都超过 60℃，在管板与换 热管缝隙处氯离子富集，浓度高 特定的合金，一定的应力，特定的腐蚀环境，造成了应 力腐蚀开裂。
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滑移-溶解-断裂机理——奥氏体不锈钢
该理论至少包括四个过程：表面膜的形成、应力作用下 金属产生滑移引起表面膜的破裂、裸露金属的阳极溶解、 裸露金属再钝化。 在应力作用下，位错沿着滑移面运动，在表面产生滑 移台阶，表面膜产生局部破裂，露出活泼的“新鲜”金属。 有膜和无膜金属及缺陷处形成钝化-活化微电池。 伴随阳极溶解产生阳极极化，使阳极周围钝化，在蚀 坑即裂纹尖端周边重新生成钝化膜，随后在拉应力继续作 用下，蚀坑底部即裂纹尖端处造成应力集中，而使钝化膜 再次破裂，造成新的活性阳极区，如此反复，造成纵深穿 晶的裂纹。
304不锈钢湿硫化氢应力腐蚀开裂案例分析
304不锈钢湿硫化氢应力腐蚀开裂案例分析[摘要]通过对某炼油厂换热器E116/1浮头盖焊缝开裂的分析，阐述304不锈钢在湿硫化氢环境中具有SCC（应力腐蚀开裂）的敏感性，并提出相应的控制措施。
【关键词】304不锈钢；湿硫化氢应力腐蚀；换热器；案例分析前言E116/1为72万吨酸性水汽提装置分凝液换热器，一、二级分凝液(氨和硫化氢的水溶液)汇合后经E-116/1与循环水换热后，与三级分凝液汇合，返回原料罐V-103。
该水冷器是2002年4月投用，运行至今9年，历次检修试压均无问题。
E116/1运行参数：管程介质为循环水，操作温度19-28℃，操作压力0.3MPa；壳程介质为分凝液(氨和硫化氢的水溶液)，操作温度80℃，操作压力0.45MPa。
下表0-1为该设备参数。
1.故障经过2011年12月12日车间在循环水日检查过程中发现E116/1循环水气味、颜色有异常，采用色阶法进一步检查怀疑该水冷器内漏。
2011年12月13日循环水样分析COD超标，判定E116/1内漏，循环水切出。
2011年12月14日切出分凝液并处理壳程至合格。
2011年12月15日交施工队伍检修，安装试压环、浮头专用工具试压，管束管板无泄漏。
回装浮头盖试压，装水过程中发现浮头盖焊缝处漏水。
拆下浮头盖对焊缝进行详细检查，发现焊缝有约10cm长0.5mm宽的裂纹。
使用渗透探伤后，发现浮头环焊缝一半均有裂纹产生。
2.裂纹检测分析2011年12月26日对该浮头盖焊缝边缘热影响区做金相检查。
未进行浸蚀前放大100倍观察，可见平行裂纹（见图2.1）。
浸蚀后放大100倍观察，可见较多沿晶裂纹（见图2.2）。
2011年12月26日取分凝液试样做氯离子分析，结果为未检出；分凝液组分分析为：NH3含量75588mg/L，H2S含量26.62g/L，pH值为9.86。
由分析数据可以看出该浮头盖工作环境是湿硫化氢腐蚀环境。
18－8型奥氏体不锈钢在湿硫化氢腐蚀环境中存在应力腐蚀（SCC）敏感性。