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316不銹鋼管在工藝上的腐蝕性能【13702026627】316不銹鋼管煉制的06Cr18Ni11Ti無縫不銹鋼管經過冶煉、熱鍛 (熱擠壓) 、軋制等工藝, 制成ϕ110 mm×10 mm、ϕ90 mm×4 mm、ϕ80 mm×8 mm等多種規格, 交貨狀態為經固溶處理、酸洗加工后的鋼管。采用體視顯微鏡檢查ED7-1樣品裂紋處外表面, 如圖1所示。測量的裂紋距焊接熱影響區2 mm左右, 長度約7 mm。其他部位未見異常。無縫不銹鋼的室溫與高溫拉伸試驗結果如圖2所示, 通過單軸拉伸試驗曲線可以看出, 管材的室溫抗拉強度可以達到600 MPa, 屈服強度為230 MPa, 斷后伸長率在50%以上。經350℃高溫拉伸后, 抗拉強度仍然可以達到400 MPa, 屈服強度也高于180 MPa, 同時具有35%的斷后伸長率, 316不銹鋼管表明強度與塑性指標均滿足或高于技術要求 (技術要求指出室溫抗拉強度高于500 MPa, 斷后伸長率在40%以上;350℃高溫拉伸抗拉強度高于350 MPa, 斷后伸長率在25%以上) 。采取冷切割方式截取部分管材樣品, 擴口試驗采用頂芯角β=60°的圓錐頂芯, 擴口率Xd=30%, 試驗后管壁未發現裂紋和開裂現象, 按GB/T 246壓扁試驗規定進行的兩階段試驗表明, 管材表面未發現分層或明顯不均勻,樣品裂紋橫截面整體形貌拼圖, 可以看出, 裂紋擴展方向并非垂直于管材表面, 而是呈傾斜形態與表面夾角約20°銳角, 裂紋縱深長度約1.1 mm, 尖端距管材表面約200μm。同時可以清晰地看出, 裂紋內部有明顯分叉現象, 并且裂紋左右兩側并不能完整咬合, 說明并非因應力產生的撕裂裂紋, 。采用10%草酸水溶液對不銹鋼電解腐蝕,316不銹鋼管 腐蝕過后發現裂紋附近晶粒為較完整等軸晶粒, 已經無拉長形貌, 且內壁兩側存在一層附著物 。經過整體浸蝕后, 母材、焊接區域與熱影響區晶粒清晰可見, 裂紋尖端與熱影響區外邊緣間距約2 mm。因此ED7-1焊縫附近裂紋位于母材表面而非焊縫或熱影響區部位。金相試驗結果說明, 裂紋的起源并非焊縫位置, 而是遠離熱影響區的母材部位, 因此焊接工藝不是造成材料失效及裂紋產生的直接原因。此外, 裂紋周圍并未發現有引起開裂的夾雜物, 也無流變的組織特征, 裂紋附近與基體均為等軸晶粒組織, 并無因拉應力作用而產生的拉長晶粒出現, 進一步表明裂紋并非是由應力產生的撕裂裂紋。316不銹鋼管將裂紋沿裂紋折疊方向打開進行觀察, 發現微觀組織結構清晰, 存在均勻分布帶有大量長條狀或塊狀組織的原有裂紋區域以及具有典型韌窩組織特征的新斷裂區域, 原有裂紋內部觀察可知其表面均勻分布大量長條或塊狀組織, 進一步高倍觀察及能譜分析可知, 這種不規則長條或塊狀組織為典型Fe、Cr類氧化物組織, 而新斷裂區域為由于管材本身具有良好的塑性, 微觀形貌為典型拉長韌窩組織, 試驗結果表明, 管材裂紋內部夾雜著一層Fe、Cr類氧化物, 與裂紋截面掃描分析結果一致。進一步證明裂紋內部氧化物是在前期高溫鍛造時由于材料表面發生了氧化, 且在后期未清洗處理干凈, 導致在后續的軋制或者鍛造過程中氧化物被壓入到材料內部而形成折疊裂紋。
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