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2205双相不锈钢在氯化钠溶液中的疲劳裂纹扩展行为
发布者: 发布时间:2019/10/23 阅读:245

  浙江宏盛特钢有限公司为提高2205双相不锈钢的使用安全性,采用光学显微镜和力学性能测试等方法,研究了2205双相不锈钢在氯化钠溶液中的疲劳裂纹扩展行为。结果表明与空气中相比,2205双相不锈钢在NaCl溶液中的疲劳裂纹扩展门槛值有降低的趋势,近门槛区的裂纹扩展速率有所提高,并且裂纹扩展由近门槛区向稳态扩展区转变的临界ΔK提高;在稳态扩展阶段,氯化钠溶液使裂纹扩展速率显著提高,导致疲劳寿命显著降低;当氯化钠浓度在0.5%~26.6%范围内时,随着浓度的增大,稳态扩展阶段的方程参数值呈增大趋势,溶液中力学和环境因素的交互作用,加速了疲劳裂纹扩展,材料一旦进入稳态扩展就更容易进入高速扩展区并最终发生断裂。

 

  双相不锈钢由铁素体和奥氏体组成,两相比约为1∶1,双相结构使它兼具奥氏体不锈钢的优良塑性、韧性与铁素体不锈钢良好的耐蚀性,以其替代奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢作为装备的耐腐蚀材料已成为必然趋势。浙江宏盛特钢有限公司研究了退火温度对2101经济型双相不锈钢耐点蚀性能的影响,1000~1100℃时,随着退火温度的升高,2101双相不锈钢的开路电位和点蚀电位逐渐下降,其钝化膜的性质也变得不稳定,耐点蚀性能逐渐降低。对超级双相不锈钢在1050~1300℃之间进行热处理,其疲劳寿命和方程指数值发生变化。研究超级双相钢Zeron100在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀疲劳机制发现,当应力强度因子增大时,试样在空气和3.5%氯化钠溶液中的裂纹扩展速率相近。由于材料和环境系统的多样性,环境与循环载荷的交互作用,使得金属材料的腐蚀疲劳行为十分复杂,现有的试验数据和资料的积累有限,研究双相不锈钢在氯化钠溶液中的疲劳裂纹扩展行为对于其安全使用具有一定意义。目前,国内外有关双相不锈钢在氯化钠溶液中腐蚀疲劳行为的研究尚不多见。2205双相不锈钢具有优良的耐氯离子腐蚀性能,在海水环境下的使用备受关注,如海水泵、轴、船的推进器,海上钻井平台等设备的制造。研究了溶液温度和氯离子浓度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,结果发现2205双相不锈钢在氯离子环境下能够发生钝化,其腐蚀速率受温度的影响较大。研究发现2205双相不锈钢在拉伸应变超过1%后更容易发生腐蚀行为。曾传铭等研究发现2205双相不锈钢的腐蚀疲劳裂纹的生长主要与铁素体相的氢脆现象有关。本工作以2205双相不锈钢为研究对象,对其在氯化钠溶液下的疲劳裂纹扩展行为进行了研究,利用拟合结果对2205DSS在氯化钠溶液中的裂纹扩展行为进行了分析,为氯碱工业和海洋设备制造业以及工程应用提供试验基础和数据支持。

 

 
 

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