TP439不銹鋼在高溫高壓水中的應(yīng)力腐蝕開裂行為

　　長期以來針對奧氏體不銹鋼的研究一直占據(jù)主導(dǎo)地位，而對鐵素體不銹鋼的研究卻起步較晚。與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼具有成本低，導(dǎo)熱系數(shù)高、線膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。國外核電機(jī)組中高壓加熱器已普遍采用TP439鐵素體不銹鋼，并且取得良好的運(yùn)行業(yè)績。高壓加熱器是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組中重要的輔機(jī)設(shè)備，性能和運(yùn)行可靠性將直接影響發(fā)電機(jī)組整體運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。各種停運(yùn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，換熱器管泄漏在換熱器故障停運(yùn)中所占比重最大，而換熱管應(yīng)力腐蝕是造成管系泄漏最主要的原因。目前，有關(guān)鐵素體不銹鋼的組織及成形性能的研究較多，而對其力學(xué)行為等方面研究較少。目前大多采用U型彎或恒載荷試驗(yàn)方法研究鐵素體不銹鋼的SCC，該法存在試驗(yàn)周期長，且難以定量評定SCC敏感性的缺點(diǎn)。因此，目前關(guān)于鐵素體不銹鋼SCC敏感性的研究報道較少。為了進(jìn)一步提高加熱器的使用壽命及可靠性，同時在鎳供應(yīng)相對緊張及鎳價高漲情況下，研究鐵素體不銹鋼的腐蝕性能具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

　　中廣核工程有限公司采用動電位極化研究TP439鐵素體不銹鋼在氯化鈉溶液中的陽極極化行為和點(diǎn)蝕敏感性，采用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)研究其在高溫高壓水環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕行為，探討溫度對其應(yīng)力腐蝕行為的影響規(guī)律。

　　試驗(yàn)材料選用TP439鐵素體不銹鋼成品管，化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）C0.0143，Mn0.262，P0.0252，S0.00148，Si0.179，Ni0.247，Cr17.84，Al0.0289，N0.0200，Ti0.278，Mo0.0148，Cu0.0794，余量為Fe。

　　采用線切割方法截取10mm的TP439不銹鋼管段，對切割面進(jìn)行打磨拋光處理后，采用王水+丙三醇溶液進(jìn)行侵蝕，清洗干燥后用Axiovert200MAT金相顯微鏡觀察試樣的微觀組織。試驗(yàn)結(jié)果表明：

　　（1）TP439不銹鋼組織為典型的鐵素體等軸晶，晶內(nèi)和晶界都分布一定數(shù)量的細(xì)小碳化物。

　　（2）TP439不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的腐蝕電流密度隨電位增加而逐漸增大，在0.18V附近電流密度急劇增大，達(dá)到點(diǎn)蝕擊穿電位。

　　（3）TP439不銹鋼在150℃、200℃、250℃的高溫高壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線基本相同，抗拉強(qiáng)度隨溫度的升高基本無變化。不同溫度條件下的拉伸隨溫度的升高基本無變化。不同溫度條件下的拉伸斷口主要為韌性斷口，微觀形貌為不均勻的韌窩聚集，TP439不銹鋼在高溫高壓水中應(yīng)力腐蝕敏感度較低。