應力腐蝕開裂是金屬在特定的腐蝕介質和拉應力的共同作用下所產生的延遲破壞現象,也稱應力腐蝕裂紋(stress.corrosioncracking,簡稱SCC).
鉻-鎳奧氏體不銹鋼中,產生應力腐蝕開裂常見的鋼種,有不含鈦、鈮的18-8型和17-12-Mo型鋼,其次是超低碳不銹鋼。由于介質不同,應力開裂既可呈晶間開裂形式,也可呈穿晶開裂形式,或為穿晶和沿晶混合開裂形式。
不銹鋼產生應力腐蝕開裂的影響因素很多,包括鋼材成分、組織和狀態、介質種類、溫度及濃度、應力的性質、大小以及結構特點等。防止應力腐蝕開裂的主要措施如下:
①. 正確選擇材料及合理調整焊縫成分
根據介質特性選用對應力腐蝕開裂敏感性低的材料,應該是防止應力腐蝕開裂的最根本措施。此類鋼有高純鉻-鎳奧氏體不銹鋼、高硅鉻-鎳奧氏體鋼、鐵素體-奧氏體鋼、高鉻鐵素體鋼等。
合理地調整焊縫成分是提高接頭抗應力腐蝕能力的重要措施之一。一般認為,當焊縫金屬為奧氏體-鐵素體雙相組織時,具有較好的抗應力腐蝕性能。
②. 消除或減小殘余應力
拉伸應力的存在是產生應力腐蝕開裂的先決條件之一。可以認為,不銹鋼部件中若不存在拉應力,則可以完全避免應力腐蝕開裂。因此,消除或減少結構中的殘余應力是防止應力腐蝕開裂的重要措施。
焊后進行消除應力熱處理是常用的工藝措施。例如,對奧氏體不銹鋼一般進行900℃的消除應力退火熱處理。
采用機械的方法也可以降低表面殘余應力或造成壓應力,如表面拋光、噴丸和錘擊。
③. 合理的結構設計
結構中應避免形成較大的應力集中或在制造中避免產生較大的殘余應力。在設備和容器中與腐蝕介質的接觸面不能有縫隙,應盡可能采用對接接頭,結構設計中注意不產生熱流集中麗引起的局部過熱或腐蝕液滯留而局部濃縮等。