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316不锈钢管在工艺上的腐蚀性能【13702026627】316不锈钢管炼制的06Cr18Ni11Ti无缝不锈钢管经过冶炼、热锻 (热挤压) 、轧制等工艺, 制成ϕ110 mm×10 mm、ϕ90 mm×4 mm、ϕ80 mm×8 mm等多种规格, 交货状态为经固溶处理、酸洗加工后的钢管。采用体视显微镜检查ED7-1样品裂纹处外表面, 如图1所示。测量的裂纹距焊接热影响区2 mm左右, 长度约7 mm。其他部位未见异常。无缝不锈钢的室温与高温拉伸试验结果如图2所示, 通过单轴拉伸试验曲线可以看出, 管材的室温抗拉强度可以达到600 MPa, 屈服强度为230 MPa, 断后伸长率在50%以上。经350℃高温拉伸后, 抗拉强度仍然可以达到400 MPa, 屈服强度也高于180 MPa, 同时具有35%的断后伸长率, 316不锈钢管表明强度与塑性指标均满足或高于技术要求 (技术要求指出室温抗拉强度高于500 MPa, 断后伸长率在40%以上;350℃高温拉伸抗拉强度高于350 MPa, 断后伸长率在25%以上) 。采取冷切割方式截取部分管材样品, 扩口试验采用顶芯角β=60°的圆锥顶芯, 扩口率Xd=30%, 试验后管壁未发现裂纹和开裂现象, 按GB/T 246压扁试验规定进行的两阶段试验表明, 管材表面未发现分层或明显不均匀,样品裂纹横截面整体形貌拼图, 可以看出, 裂纹扩展方向并非垂直于管材表面, 而是呈倾斜形态与表面夹角约20°锐角, 裂纹纵深长度约1.1 mm, 尖端距管材表面约200μm。同时可以清晰地看出, 裂纹内部有明显分叉现象, 并且裂纹左右两侧并不能完整咬合, 说明并非因应力产生的撕裂裂纹, 。采用10%草酸水溶液对不锈钢电解腐蚀,316不锈钢管 腐蚀过后发现裂纹附近晶粒为较完整等轴晶粒, 已经无拉长形貌, 且内壁两侧存在一层附着物 。经过整体浸蚀后, 母材、焊接区域与热影响区晶粒清晰可见, 裂纹尖端与热影响区外边缘间距约2 mm。因此ED7-1焊缝附近裂纹位于母材表面而非焊缝或热影响区部位。金相试验结果说明, 裂纹的起源并非焊缝位置, 而是远离热影响区的母材部位, 因此焊接工艺不是造成材料失效及裂纹产生的直接原因。此外, 裂纹周围并未发现有引起开裂的夹杂物, 也无流变的组织特征, 裂纹附近与基体均为等轴晶粒组织, 并无因拉应力作用而产生的拉长晶粒出现, 进一步表明裂纹并非是由应力产生的撕裂裂纹。316不锈钢管将裂纹沿裂纹折叠方向打开进行观察, 发现微观组织结构清晰, 存在均匀分布带有大量长条状或块状组织的原有裂纹区域以及具有典型韧窝组织特征的新断裂区域, 原有裂纹内部观察可知其表面均匀分布大量长条或块状组织, 进一步高倍观察及能谱分析可知, 这种不规则长条或块状组织为典型Fe、Cr类氧化物组织, 而新断裂区域为由于管材本身具有良好的塑性, 微观形貌为典型拉长韧窝组织, 试验结果表明, 管材裂纹内部夹杂着一层Fe、Cr类氧化物, 与裂纹截面扫描分析结果一致。进一步证明裂纹内部氧化物是在前期高温锻造时由于材料表面发生了氧化, 且在后期未清洗处理干净, 导致在后续的轧制或者锻造过程中氧化物被压入到材料内部而形成折叠裂纹。
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