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奥氏体不锈钢法兰的应力腐蚀

奥氏体不锈钢法兰在受到张应力时，在某些介质中经过一段时间就会发生破坏，随着张应力加大，发生破裂的时间也缩短。这种在应力和腐蚀介质共同作用下所引起的开裂称为应力腐蚀开裂

1. 奥氏体不锈钢法兰应力腐蚀机制

一般认为，应力腐蚀是应力和电化学腐蚀共同作用的结果，是滑移-溶解机制（也称保护膜破坏理论），即在初始裂纹诱发阶段，张应力引起位错沿滑移面运动，移出表面，形成表面滑移台阶，破坏了表面钝化膜，裸露的滑移台阶直接暴露在腐蚀介质中，更重要的是裂纹尖端形成的应力集中降低阳极电位，从而加速裂纹尖端金属（阳极）的溶解，形成蚀坑，使裂纹扩展。裂纹扩展到一定的程度，其表面又会形成新的钝化膜。这种钝化膜形成与破坏的过程反复进行，直至裂纹达到临界尺寸时，钢材迅速产生失稳脆性断裂。

2. 影响奥氏体不锈钢法兰应力腐蚀的因素

影响应力腐蚀的主要因素是介质特点、附加应力与环境温度、钢的化学成分和组织等。

介质中含有CT离子，容易引起应力腐蚀。随着C「离子浓度的升高，应力腐蚀破断时间缩短。在微酸性FeCb、MgCL溶液中，氧能促进应力腐蚀破坏。在pHV4〜5的酸性介质中，H+浓度越高，应力腐蚀破断时间就越短。当pH>4〜5时，加入NO I-离子及醋酸盐就可以抑制应力腐蚀。

应力的影响主要表现为只有张应力才会引发应力腐蚀。温度恒定时，应力越大，破断时间越短。温度的影响通过影响化学反应速度和物质运输速度而影响应力腐蚀过程。在含 C「离子的水溶液中，80°C以上时才产生应力腐蚀。温度越高，应力腐蚀破断时间越短。

不锈钢的化学成分和组织对应力腐蚀也有强烈的影响。低镣奥氏体不锈钢对应力腐蚀很敏感，而高镣钢（Ni含量大于45%）就不会产生应力腐蚀。氮促进应力腐蚀裂缝的诱发和扩展，增加应力腐蚀的敏感性，而碳降低奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性。Cr含量高于12%的奥氏体不锈钢，其Cr含量越高，则应力腐蚀敏感性越高。Si元素在单相奥氏体和复相不锈钢中都可以提高钢对应力腐蚀的抗力，一般Si元素的加入量为2%〜4%。Cu 元素能改善奥氏体不锈钢的应力腐蚀，如00Crl8Nil0钢中加入2%的铜，可以获得良好的应力腐蚀抗力。Mo元素使奥氏体不锈钢应力腐蚀破断的诱发期缩短。P、As、Sb、Bi、 Al等元素都降低奥氏体不锈钢的应力腐蚀抗力。残余的硫也是有害的，因为MnS可优先被溶解，并形成裂纹源。Ti和Nb元素的影响不显著。

由以上分析可知，为防止发生应力腐蚀常采取下列方法。

(1) 改变钢的成分，比较有效的是加入2%〜4%的Si或2%的Cu,另外增加镣含量, 一般s(Ni)>35%〜40%的奥氏体不锈钢是抗应力腐蚀的。

(2) 提高钢的纯度，降低钢中氮含量至低于0.04%。此外尽量减少磷、神、镣、铉等杂质元素的含量。

(3) 采用高纯度铁素体不锈钢。

(4) 选择奥氏体-铁素体复相不锈钢，初始的微细裂纹遇到铁素体后就不再继续扩展。一般铁素体含量至少要有60%。