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最后更新:2024-02-25 20:06 |
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对拥有裂纹的管件进行取样，经金相检验得出结果： 1.金相组织和裂纹形貌 开裂处取两件金相试样：一件试样观察面为环向截面，包含部分管件与接管连接焊缝和数条纵向裂纹；一件试样观察面为纵向截面，包含一条横向（环向）裂纹没有焊缝。 管件母材金相组织见照片1、2（纵向样母材金相组织；横向样母材与纵向样金相组织相同），为等轴晶奥氏体，晶粒大小不太均匀（有3级，也有6～7级），晶界有链状碳化物析出；母材夹杂物较多，硫化物多呈现椭圆状。焊缝金相组织见照片3，为奥氏体+δ-铁素体，δ-铁素体轻微分解。熔合区形貌见照片4，过热区金相组织为奥氏体+少量δ-铁素体。两件金相试样所见到的裂纹相貌基本相同，主要为沿晶扩展，较细，有较多分枝，见照片5（纵向样，为浸蚀）、6、7（纵向样，已浸蚀）、8（横向样，未浸蚀）、9（横向样，已浸蚀）。个别部位可见穿晶裂纹，其尺寸非常小。横向样裂纹启自管件内表面，垂直内表面向外表面方向扩展，扩展到焊缝后终止，未进入焊缝。 2.讨论 （1）管件母材金相组织为单向奥氏体[3]，材质应为奥氏体不锈钢；但奥氏体晶界链状碳化物析出明显，表明材质含碳量偏***过304不锈钢正常含量，且热处理不当。奥氏体晶界碳化物呈链状析出不仅对材料的力学性能不利，还使材料的抗腐蚀能力大幅度下降，使其易发生晶间腐蚀和沿晶应力腐蚀。焊缝和热影响区金相组织应属奥氏体不锈钢正常金相组织。 （2）管件裂纹是沿晶开裂。从管件的工作状态看，发生沿晶开裂的性质可能有两种：一是奥氏体不锈钢由于晶界贫铬引起的晶间腐蚀；一是由于应力和腐蚀介质共同作用引起的应力腐蚀。奥氏体不锈钢晶间腐蚀多发生于焊缝热影响区，平行于焊缝扩展。管件母材碳化物沿晶界呈链状析出易发生晶间腐蚀，但腐蚀裂纹也应发生于热影响区或母材接触到介质的各个部位，不应近缝区。从裂纹发生于近缝区（焊接残余应力较大部位），有较多分枝看，裂纹性质应属应力腐蚀。 （3）产生应力腐蚀裂纹的应力应来自焊接残余应力和工作应力。腐蚀介质应来自管件内的介质。引起奥氏体不锈钢发生沿晶应力腐蚀常见介质有连多硫酸、碱等。试样发生的沿晶应力腐蚀裂纹可能与介质中的硫有关。试样奥氏体不锈钢母材晶界有链状碳化物析出，晶界严重弱化，也有发生氯离子引起的沿晶腐蚀的可能。 结论 试样裂纹性质应为应力腐蚀裂纹。产生应力腐蚀裂纹的应力来自焊接残余应力和工作应力；腐蚀介质来自管件内部的工作介质，可能是硫化物（连多硫酸）。从以上分析可以得知，真正致使化工厂304不锈钢劣化的原因为硫化物，加之焊道的应力没有很好的消除，才会产生大量裂纹的出现。。
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