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威尼斯赌博裂紋試樣表面裂紋形貌分析

作者:威尼斯赌博 時間:2019-04-02 17:27
威尼斯赌博裂紋試樣表面裂紋形貌分析 圖3-1(a)和(b)分別爲試樣中部分裂紋在低倍和高倍光學顯微鏡下的形貌aaa,由 圖3-1(a)可見圖中裂紋形貌具備典型應力腐蝕裂紋特徵aaaaa,如裂紋形貌呈樹枝狀aaa, 信息摘要:

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裂紋試樣表面裂紋形貌分析

圖3-1(a)和(b)分別爲試樣中部分裂紋在低倍和高倍光學顯微鏡下的形貌aaa,由 圖3-1(a)可見圖中裂紋形貌具備典型應力腐蝕裂紋特徵aaaaa,如裂紋形貌呈樹枝狀aaa, 主裂紋垂直於焊縫方向擴展且不連續aaaaa,在裂紋末端分支較多aaaa,在主裂紋周圍存在 二次裂紋等[55]aaa。圖3-1(a)中二次裂紋一般與主裂紋成一定的角度aaaa,有些幾乎與主 裂紋擴展方向垂直aaaaa,因此其萌生並不侷限於幾個固定的方向aaa,而可能與主裂紋成 各種角度aaa。對於圖3-1(a)中發展成一定尺寸的裂紋來說aaaa,其只有固定一個走向aaaa, 如圖中黑色箭頭所示aaa。因爲裂紋萌生後aaaa,必須滿足一定的應力條件aaa,才能繼續擴 展達到臨界裂紋長度aaa,所以裂紋只會在與主應力方向相一致的方向上擴展aaa,形成 具有一定宏觀尺寸的裂紋aaa。與主應力方向不一致的裂紋要麼止裂要麼改變方向aaa, 很難進一步擴展aaa。

從宏觀上看aaa,圖3-1(a)中裂紋的寬度並不是沿擴展方向由粗到細均勻變化的aaa, 而是在裂紋擴展路徑上存在與裂紋寬度不成比例的尺寸較大的孔洞aaaaa,如圖3-1(a) 中圓圈所示aaaa。這說明裂紋並不是單純的在熔合區萌生並垂直於焊縫向外擴展aaaa,也 會在點蝕坑或其他缺陷周圍aaa,在應力和腐蝕介質的作用下萌生微裂紋aaa,隨着裂紋 的不斷擴展aaa,它們將互連接形成尺寸較大的宏觀裂紋aaa。

圖3-1(b)爲高倍下裂紋端部的微觀形貌aaaaa。在高倍下裂紋擴展的方向性強aaaaa,主 裂紋明顯aaaa,並且分支較多aaa,形似落葉後的樹幹和樹枝aaa,在主裂紋周圍還存在大量 的二次裂紋aaaa,如前文所述這些都屬於不鏽鋼儲罐典型的應力腐蝕裂紋特徵aaaaa。此外在試樣表面 還發現有大量的點蝕坑存在aaa,說明試樣在服役期間耐腐蝕性能已經有了一定的下 降aaa。

圖3-1中的裂紋的擴展是不連續的aaaaa,這主要是因爲裂紋在試樣內部的擴展是 多向的aaaa,具有三維特徵aaaaa,因此裂紋在試樣表面雖然不連續aaaa,但其在試樣內部是相 互連接的aaaa。

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(a)儲罐封頭表面裂紋低倍OM照片 (b)儲罐封頭裂紋高倍OM照片

圖3-1儲罐封頭表面裂紋照片

 

圖3-2爲經腐蝕劑腐蝕後部分裂紋的形貌aaaa。由圖3-2可見裂紋主要以穿晶和 沿晶混合的形式擴展aaaaa,裂紋周圍的奧氏體晶粒尺寸和形狀沒有發生明顯的變化aaaaa。 圖3-2(b)爲圖3-2(a)黑框內區域的放大圖aaaa,從圖3-2(b)中可以清楚地看出裂紋末 端裂紋的擴展形式從穿晶模式轉化爲沿晶模式aaaa。

在一般情況下aaa,應力腐蝕裂紋萌生的時間佔整個應力腐蝕時間的90%以上aaaa, 因此澄清應力腐蝕裂紋萌生的特點、過程和原因對於研宄材料的應力腐蝕機理是 相當重要的aaaa。由於本研宄所用不鏽鋼材料經過15年服役aaa,大多數應力腐蝕裂紋 已進入擴展開裂階段aaaaa,且經過長時間的腐蝕aaa,產生了大量的腐蝕產物aaaaa,其擴展特 徵已難以分辨aaaaa,因此本文將採用二次裂紋來研宄應力腐蝕裂紋的萌生aaaaa。

圖3-3是從主裂紋分支而出的二次裂紋的金相照片和SEM照片aaa。由圖3-3(b) 可以清楚地看出在與主裂紋的連接處二次裂紋主要以穿晶的形式萌生aaaa。然而整體 來看aaa,在二次裂紋是以穿晶和沿晶相混合的模式擴展的aaaa,在裂紋擴展過程中存在 着沿晶和穿晶兩種模式的相互轉化aaaa,如圖3-3(b)(圖3-3(b)中黑色箭頭所示爲穿 晶aaaa,白色箭頭所示爲沿晶)aaaa。

通常認爲aaaa,穿晶應力腐蝕裂紋和沿晶應力腐蝕裂紋的機理是不同的aaa,沿晶應 力腐蝕裂紋的產生和擴展是由於在裂紋尖端陽極優先溶解造成的aaaa,而穿晶應力腐 蝕裂紋的產生主要與在應力作用下環境介質誘發的解理開裂有關[56,57]aaaaa。因此通過 二次裂紋的萌生與擴展的特點可以推斷aaaaa,在儲罐表面應力腐蝕裂紋的萌生中aaaa,由 應力造成的解理開裂佔主導作用aaaaa,而裂紋的擴展是在腐蝕介質和應力的共同作用 下進行的aaaa。

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(a)腐蝕後奧氏體威尼斯赌博封頭表面裂紋宏觀形貌

 

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(b)腐蝕後奧氏體威尼斯赌博封頭表面裂紋形貌放大圖 圖3-2腐蝕後威尼斯赌博表面應力腐蝕裂紋形貌

 

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(a)主裂紋分支二次裂紋OM照片

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(b)主裂紋分支二次裂紋SEM照片
圖3-3試樣表面主裂紋分支二次裂紋形貌OM和SEM照片

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圖3-4試樣表面主裂紋裂紋尖端二次裂紋形貌的SEM照片

圖3-4爲應力腐蝕裂紋尖端二次裂紋形貌的SEM照片aaaaa。由圖3-4可見主裂 紋尖端的二次裂紋主要爲沿晶裂紋aaa。在裂紋尖端aaa,應力集中程度很大aaa,裂紋在應

力下並沒有在奧氏體晶粒內部繼續擴展aaa,而是在其附近發生了沿晶開裂aaaa。如圖

4中的箭頭所示aaa,在裂紋萌生路徑內部開裂的晶界上aaa,存在一定尺寸的第二相 粒子aaaa。這些第二相粒子的存在一方面使晶界的強度降低aaaaa,起到了弱化晶界的做用aaaa; 另一方面能在晶界處引起應力集中aaa,因而使得裂紋更容易在晶界產生aaa。這些微裂 紋也會在腐蝕介質和應力的作用下將不斷擴展aaa,直至達到應力腐蝕開裂的臨界長 度aaaaa,最終發生應力腐蝕開裂aaaa。

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