金属学报  2011, Vol. 47 Issue (7): 939-945    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2011.00184

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晶界网络特征对304不锈钢晶间应力腐蚀开裂的影响

胡长亮, 夏爽, 李慧, 刘廷光, 周邦新, 陈文觉

上海大学材料研究所, 上海 200072

EFFECT OF GRAIN BOUNDARY NETWORK ON THE INTERGRANULAR STRESS CORROSION CRACKING OF 304 STAINLESS STEEL

HU Changliang, XIA Shuang, LI Hui, LIU Tingguang, ZHOU Bangxin, CHEN Wenjue

Institute of Materials, Shanghai University, Shanghai 200072

胡长亮 夏爽 李慧 刘廷光 周邦新 陈文觉. 晶界网络特征对304不锈钢晶间应力腐蚀开裂的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(7): 939-945.
. EFFECT OF GRAIN BOUNDARY NETWORK ON THE INTERGRANULAR STRESS CORROSION CRACKING OF 304 STAINLESS STEEL[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(7): 939-945.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1414 KB)   摘要: 通过晶界工程 (GBE)处理, 可使304不锈钢样品中的低ΣCSL晶界比例提高到70%(Palumbo-Aust标准)以上 , 同时形成了大尺寸的“互有Σ3$n取向关系晶粒的团簇”显微组织. 采用C型环样品恒定加载方法, 在pH值为2.0的沸腾20%NaCl酸化溶液中进行应力腐蚀实验. GBE样品在平均浸泡472 h后出现应力腐蚀裂纹, SEM, EBSD和OM分析表明, 应力腐蚀开裂(SCC)为沿晶开裂(IGSCC)和穿晶开裂(TGSCC)的混合型. 而未经GBE处理的样品在平均浸泡192 h后出现多条应力腐蚀主裂纹, 且多为沿晶界裂纹. 经过GBE处理的样品中大尺寸的晶粒团簇及大量相互连接的Σ3-Σ3-Σ9和 Σ3-Σ9-Σ27等Σ3n类型的三叉界角, 阻碍了IGSCC裂纹的扩展, 从而提高了304不锈钢样品的抗IGSCC性能. 关键词 ： 304不锈钢,  晶界工程,  应力腐蚀开裂,  晶粒团簇     Abstract：The grain boundary network in a 304 stainless steel can be controlled by grain boundary engineering (GBE). The total length proportion of Σ3n coincidence site lattice (CSL) boundaries was increased to more than 70%, and the large size highly twinned grain-cluster microstructure formed through the treatment of GBE. Stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of 304 stainless steel was evaluated through C-ring specimen tests conducted in acidified boiling 20%NaCl solution. Based on the characterization by SEM, EBSD and OM, it was found that the large grain-clusters associated with many interconnected Σ3-Σ3-Σ9 and Σ3-Σ9-Σ27 triple junctions produced by GBE arrest the IGSCC cracks and improve the resistance to IGSCC. Key words： 304 stainless steel    grain boundary engineering    stress corrosion cracking    grain-cluster 收稿日期: 2011-03-31      基金资助: 国家自然科学基金项目50974148, 国家重点基础研究发展计划项目2011CB610502和上海市重点学科建设项目S30107资助 作者简介: 胡长亮, 男, 1985年生, 硕士 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 夏爽 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2011.00184      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2011/V47/I7/939 [1] Yang W D. Nuclear Reactor Materials Science. Beijing: Atomic Energy Press, 2000: 195 (杨文斗. 反应堆材料学. 北京: 原子能出版社, 2000: 195) [2] Trillo E A, Murr L E. Acta Mater, 1999; 47: 235 [3] Zhou Y, Aust K T, Erb U, Palumbo G. Scr Mater, 2001; 45: 49 [4] Horn R M, Gordon G M, Ford F P, Cowan R L. Nucl Eng Des, 1997; 174: 313 [5] Saito N, Tsuchiya Y, Kano F, Tanaka N. Corrosion, 2000; 56: 57 [6] Watanable T. Res Mech, 1984; 11: 47 [7] Kronberg M L, Wilson F H. Trans AIME, 1949; 185: 501 [8] Randle V. Acta Mater, 2004; 52: 4067 [9] Lehockey E M, Limoges D, Palumbo G, Sklarchuk J, Tomantscher K, Vincze A. J Power Sour, 1999; 78: 79 [10] Thaveeprungsriporn V, Was G S. Metall Trans, 1997; 28: 2101 [11] Lin P, Palumbo G, Erb U. Scr Metall Mater, 1995; 33: 1387 [12] Shimada M, Kokawa H, Wang Z J, Sato Y S, Karibe I. Acta Mater, 2002; 50: 2331 [13] Hu C L, Xia S, Li H, Liu T G, Zhou B X, Chen WJ, Wang N. Corros Sci, 2011; 53: 1880 [14] Jin W Z, Yang S, Kokawa H, Wan Z J. J Mater Sci Technol, 2007; 23: 785 [15] Rahimi S, Engelberg D L, Duff J A, Marrow T J. J Microsc, 2009; 233: 423 [16] Brandon D G. Acta Mater, 1966; 14: 1479 [17] Gerstman V Y, Bruemmer S M. Acta Mater, 2001; 49: 1589 [18] Marrow T J, Babout L, Jivkor A P, Wood P, Engelberg D, Stevens N, Withers P J, Newman R C. J Nucl Mater, 2006; 352: 62 [19] Xia S, Zhou B X, Chen W J, Wang W G. Scr Mater, 2006; 54: 2019 [20] Xia S, Zhou B X, Chen W J. J Mater Sci, 2008; 43: 2990 [21] Xia S, Zhou B X, Chen W J. Metall Mater Trans, 2009; 40A: 3016 [22] Palumbo G, Aust K T, Lehockey E M, Erb U, Lin P. Scr Mater, 1998; 38: 1685 [23] Arafin M A, Szpunar J A. Corr Sci, 2009; 51: 119 [24] Arafin M A, Szpunar J A. Mater Sci Eng, 2009; A513–514: 254 [25] Arafin M A, Szpunar J A. Comput Mater Sci, 2010; 47: 890 [26] Pan Y, Adams B L, Olson T, Panayotou N. Acta Mater, 1996; 44: 4685 [27] Alexandreanu B, Was G S. Scr Mater, 2006; 54: 1047 [1] 杨杜, 白琴, 胡悦, 张勇, 李志军, 蒋力, 夏爽, 周邦新. GH3535合金中晶界特征对碲致脆性开裂影响的分形分析[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 248-256. [2] 马志民, 邓运来, 刘佳, 刘胜胆, 刘洪雷. 淬火速率对7136铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1118-1128. [3] 刘海霞, 陈金豪, 陈杰, 刘光磊. NaCl溶液腐蚀后304不锈钢的射流空蚀特征[J]. 金属学报, 2020, 56(10): 1377-1385. [4] 张清东,李硕,张勃洋,谢璐,李瑞. 金属轧制复合过程微观变形行为的分子动力学建模及研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 919-927. [5] 邓平,孙晨,彭群家,韩恩厚,柯伟,焦治杰. 核用304不锈钢辐照促进应力腐蚀开裂研究[J]. 金属学报, 2019, 55(3): 349-361. [6] 刘锡荣, 张凯, 夏爽, 刘文庆, 李慧. 690合金中三晶交界及晶界类型对碳化物析出形貌的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(3): 404-410. [7] 余军, 张德平, 潘若生, 董泽华. 井下含硫环空液中P110油管钢应力腐蚀开裂的电化学噪声特征[J]. 金属学报, 2018, 54(10): 1399-1407. [8] 苑洪钟,刘智勇,李晓刚,杜翠薇. 外加电位对X90钢及其焊缝在近中性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(7): 797-807. [9] 闫茂成,杨霜,许进,孙成,吴堂清,于长坤,柯伟. 酸性土壤中破损防腐层下X80管线钢的应力腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2016, 52(9): 1133-1141. [10] 刘智勇,李宗书,湛小琳,皇甫文珠,杜翠薇,李晓刚. X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀裂纹扩展行为机理*[J]. 金属学报, 2016, 52(8): 965-972. [11] 张子龙, 夏爽, 曹伟, 李慧, 周邦新, 白琴. 晶界特征对316不锈钢沿晶应力腐蚀开裂裂纹萌生的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(3): 313-319. [12] 马宏驰, 杜翠薇, 刘智勇, 郝文魁, 李晓刚, 刘超. E690高强钢在SO2污染海洋大气环境中的应力腐蚀行为研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(3): 331-340. [13] 孙敏,李晓刚,李劲. 新型超高强度钢Cr12Ni4Mo2Co14在酸性环境中的应力腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2016, 52(11): 1372-1378. [14] 康举,李吉超,冯志操,邹贵生,王国庆,吴爱萍. 2219-T8铝合金搅拌摩擦焊接头力学和应力腐蚀性能薄弱区研究*[J]. 金属学报, 2016, 52(1): 60-70. [15] 郭跃岭, 韩恩厚, 王俭秋. 锻造和热处理对316LN不锈钢在高温碱性溶液中应力腐蚀行为的影响*[J]. 金属学报, 2015, 51(6): 659-667. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed