敏化1Cr18Ni9Ti不锈钢在高温高压水中应力腐蚀破裂的研究

摘要

从环境角度研究了敏化1Cr18Ni9Ti不锈钢在高温水中的腐蚀行为.研究指出,在一定浓度Cl-和（或）O2存在情况下,在酸性和中性高温高压水中都会出现应力腐蚀破裂.断口电子金相表明,在氯离子为主的环境中,破裂系晶间型;在氧为主的环境中,破裂系以解理为主的混合型.给出了1Cr18Ni9Ti在高温水中腐蚀的表观和真实动力学曲线,表明腐蚀包含溶解和湿氧化两部分,而以湿氧化为主.借Mossbauer内转换电子谱研究了氧化膜结构与腐蚀的关系,指出在一般腐蚀条件下,膜的主要组分为Fe3O4,而在应力腐蚀条件下,膜的主要组分为Fe2O3,并且系Fe2O3和Fe3O4多层重叠结构.当水中添加了一定量的硼,在氧化膜中会局部出现FeBO3相,既不会引起也不会抑制应力腐蚀.硼的这种“惰性”作用和膜结构中Fe3O4相的非化学计量比,膜具有阴离子选择性有关.根据腐蚀电化学,认为应力腐蚀系发生在钝化/过钝化区域,增高Cl-或O2含量,从不同角度都会使合金的电位接近过钝化区.Cl-的作用在于改变阳极极化曲线,O2的作用在于改变阴极极化曲线.在含Cl-水中,晶界TiC的迅速溶解是应力腐蚀的主要原因,而在含氧水中,晶粒Fe-Cr-Ni中Cr的选择性溶解是应力腐蚀的主要原因.在分析应力腐蚀的特征后,指出应力既是某些严重腐蚀点形成原因之一,而且应力可能产生的活性途径也将适应、加速并指引某一严重腐蚀点金属原子作有规则的溶解.据此初步提出1Cr18Ni9Ti不锈钢在高温高压水中应力腐蚀破裂的过程.