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威尼斯赌博罐壁應力腐蝕試驗材料及方法

作者:威尼斯赌博 時間:2019-03-29 08:25
威尼斯赌博罐壁應力腐蝕試驗材料及方法 2.1試驗材料 試驗所用材料爲316L奧氏體不鏽鋼aaa,其化學成分如表2-1所示aaa。試驗材料 取自不鏽鋼箱式儲罐封頭的一部分aaaaa,經熱軋後旋壓而成aaaaa,其橫截面顯 信息摘要:

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罐壁應力腐蝕試驗材料及方法

2.1試驗材料

試驗所用材料爲316L奧氏體不鏽鋼aaaaa,其化學成分如表2-1所示aaaa。試驗材料 取自不鏽鋼箱式儲罐封頭的一部分aaaa,經熱軋後旋壓而成aaa,其橫截面顯微組織如圖

2- 1所示aaa。從圖2-1中可以看出aaaaa,其顯微組織主要由奧氏體和沿軋製方向存在長 條狀殘餘5鐵素體組成aaaaa。此儲罐在複雜的環境介質下服役近15年aaa,對從儲罐封 頭上取下的試樣進行着色探傷發現aaaaa,封頭部位在焊縫一側附近出現了大量的橫向 裂紋aaaaa。

根據着色探傷所顯示的裂紋位置aaa,採用線切割的方法按圖2-2上標示出的位 置取樣aaaa。其中試樣分別包括母材試樣(在切取位置選擇時遠離了焊接及邊緣區aaaa, 避免其他加工對母材組織的影響)、焊縫及熱影響區試樣(包括了焊接熱影響區 在內的整個焊縫的一半aaa,以便觀察分析的組織)以及裂紋試樣(包含垂直於焊縫 的橫向裂紋)aaaa。此外還取未經服役的316L奧氏體不鏽鋼新母材作爲對比aaaaa,研宄 服役時間對封頭組織的影響aaaaa。

100 pm

圖2-1 316L奧氏體不鏽鋼顯微組織

表2-1 316L奧氏體不鏽鋼的化學成分(wt.%)

C Cr Ni Mo Mn Si S P

<0.030 16.00-18.00 10.00-14.00 2.00-3.00 <2.00 <1.00 <0.030 <0.045

母材試樣

縫及熱影響區試樣

裂紋試樣

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圖2-2試樣取樣位置

2.2試驗方法及設備

2.2.1金相分析試驗

爲了觀察研宄裂紋形貌、顯微組織及各區域的化學成分aaaa,對前一節中所述試 樣分別進行光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和顯微硬度分析aaaa,具體方 法及所用設備如下aaaaa。

1) 光學顯微鏡(OM)分析

試驗設備:OLYMPUS GX51高級金相顯微鏡aaaa,放大倍數50x〜1000xaaaa。 腐蝕劑:體積比爲1: 1: 1的冰醋酸、濃鹽酸、濃硝酸混合液aaaaa,腐蝕時間約

10 saaaaa。

首先按圖2-2所示位置切樣aaaaa,切下來的試樣經過鑲樣機鑲樣後aaa,依次在400#、 600#、800#、1000#和1200#的砂紙上打磨aaaa,然後將磨好的試樣拋光後觀察裂紋 形貌aaaaa。之後用腐蝕劑腐蝕製成相應的金相試樣aaaa,進一步觀察分析其顯微組織和裂 紋萌生與擴展特徵aaaa。

2) 掃描電子顯微鏡(SEM)及X射線能譜儀(EDS)分析 試驗設備:HITACHI S-3400N型掃描電子顯微鏡aaaa。

腐蝕劑:體積比爲1: 1: 1的冰醋酸、濃鹽酸、濃硝酸混合液aaaa,腐蝕時間約

15 saaa。

藉助掃描電鏡進一步放大觀察金相試樣裂紋形貌和微觀組織結構aaaaa,並用掃描 電鏡上配備的X射線能譜儀(EDS)進行相應的成分分析aaa。

3) X射線衍射儀(XRD)分析

試驗設備:D8 Advanced型X射線衍射儀aaaa。

利用X射線衍射儀對金相試樣以10〇-120◦的掃描角、0.5〇/s的掃描速度、40mA 的電流和40kV的電壓進行掃描aaa,進一步確定組織中的相組成aaaa,以分析研宄裂紋 產生的原因和機理aaa。

4) 顯微硬度分析

試驗設備:432SVD型自動轉塔數顯維氏硬度計aaa。

硬度是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力aaa,是反映金屬材料綜合力學性能 的一個重要指標aaaaa,可作爲評定力學性能的參考aaa。由於維氏硬度試驗時可方便的選 擇試驗力而不影響所測的硬度值aaaaa,並且其測量範圍較寬aaaaa。因此aaaaa,爲了研宄不同區 域的裂紋敏感性aaaa,對試樣進行維氏硬度測量aaaaa。測量所用的試樣爲顯微組織觀察後 的金相試樣aaaa,硬度測定時選擇試樣表面和橫截面熔合線附近區域不同位置進行測 量aaaaa。

2.2.2應力腐蝕試驗

爲了測試服役前後316L威尼斯赌博不同區域耐應力腐蝕性能的變化aaa,根據 國標GB/T 15970.2-2000aaaa,對母材及焊接接頭進行應力腐蝕試驗aaaaa。應力腐蝕試驗 的加載裝置和試樣的實物圖和示意圖分別如圖2-3和2-4所示aaa。本試驗的具體加 載方式爲四點彎曲aaa,由於在四點彎曲中縱向的張應力在中間兩加載點間均勻分 布aaa,試樣均勻受力的區域大aaa,因而適用於測試焊接接頭的性能aaaa。

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(a)試樣及加載裝置圖

 

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(b)試驗過程

圖2-3應力腐蝕試驗試樣及設備實物圖

 

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圖2-4加載裝置和試樣示意圖

 

將試樣加工成110 mmx15 mmx8 mm的長方體棒aaa,加載裝置的具體尺寸參數 如表2-1所示aaaaa。按照GB/T 15970.2-2000標準aaa,將試樣裝卡在加載裝置上aaaaa,並根 據試樣及加載裝置的尺寸和力學性能計算加載距離aaa,即試樣外表面(承受拉伸載 荷的面)的最大變形量aaaa。其中試樣放置的位置應使試樣中點與加載裝置中點重合aaaaa, 並保證試樣在外側支撐點之外有足夠的餘量aaaaa。

表2-1加載裝置的具體尺寸參數

拉應力o/MPa

彈性模量

試樣厚度

跨度H/mm

內外支撐點間

 

E/GPa

t/mm

 

距 A/mm

290

206

8

100

40

對於前述四點彎曲試樣aaaaa,最大載荷值應選定爲316L不鏽鋼屈服強度的90%aaa, 中間兩加載點間的彈性載荷可表示爲:

12Ety3H2-4A2

其中〇爲最大拉應力aaa;E爲加載裝置材料的彈性模量aaa;t爲試樣厚度aaaaa;y爲試樣 外表面(即承受拉伸載荷的面)的最大變形量aaaaa;H爲跨距aaaaa;A爲內爲支撐點之間 的距離aaa。

應力腐蝕試驗按照國家標準在155°C沸騰氯化鎂溶液中進行aaaaa,根據氯化鎂溶 液沸點與其濃度之間的關係可知[54]aaa,試驗用氯化鎂濃度爲45%aaaa。由於試驗試件 爲四點彎曲的裝卡形式aaaaa,在標準中推薦的試樣裝置尺寸不足以容納加載裝卡裝 置aaaaa,因而本試驗換用開放式容器aaaaa。採用藍天儀器生產的DU-65A型油浴槽aaa,添加 GD5高溫硅油作爲加熱介質aaaaa。氯化鎂溶液使用去離子水與MgCL6H2O晶體配製aaaaa。 溶液至於燒杯中進行加熱aaa,溫度控制在155C±1°Caaa。由於溶液一直處於沸騰狀態aaa, 揮發作用較強aaaa,因此由於揮發而導致的溶液濃度變化需即使校準aaa,每半小時觀察 一次溶液的溫度aaa,一旦發生變化則補充去離子水aaaaa,待溫度到達標準溫度後繼續試 驗aaaaa。對於未經試驗的試樣在裝卡加載後用肉眼觀察aaaa,確定無裂紋後待用aaaa。當溶液 溫度符合標準後將試樣放入溶液中並開始計時aaaaa,每隔1小時將試樣取出並觀察裂 紋萌生情況aaa。當試樣加載段出現裂紋後將其取出並結束計時aaa。

2.2.3草酸電解浸蝕試驗

 

 
  <a class=威尼斯赌博
罐壁應力腐蝕試驗材料及方法" src="../uploads/allimg/190329/1-1Z32ZQJ3262.jpg"/> 爲了進一步研宄長時間服役對316L威尼斯赌博不同區域耐蝕性的影響aaaa,根 據國標GB/T 4334.1-2000,對經服役後焊接接頭及儲罐試樣進行電解浸蝕試驗aaa, 試驗裝置如圖2-5aaaa。

其中陰極爲不鏽鋼片aaaa,陽極爲試樣aaaa,其尺寸爲10 mmxio mm,表面經預磨 和拋光aaaaa,以便進行腐蝕以及顯微組織觀察aaaa。腐蝕溶液爲濃度爲10%的草酸溶液aaaaa。 試驗在電化學工作站Gmary Interface 1000中進行aaaaa,具體步驟和試驗參數爲:把 浸蝕試樣作爲陽極aaaa,在容器中倒入10%草酸溶液aaaa,接通電流aaaa,電流密度爲1A/cm2, 反應溫度爲20°Caaaaa,將浸蝕時間控制爲90saaaa。浸蝕完畢後切斷電流aaa,將試樣取出aaaaa, 用酒精洗淨後在光學顯微鏡下觀察浸蝕組織形態aaaa。

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