应力腐蚀断裂事例有半数以上是在包含氯离子杂质成分的环境下发生的,但在实验室里,应力腐蚀断裂的发生要花费很长的时间,例如Truman(1977年)通过13500h的试验来观察氯离子(102~105)x10-4%(ppm)、温度20℃~沸点、pH(2、7、12)对304不锈钢是否发生断裂的影响,结果表明:在pH值为7的情况下只要不产生105x10-4%(ppm)Cl-,就不会发生断裂。另一方面,日本自1975年左右高纯度铁素体系不锈钢开始上市。其中,尤其是铬含量小于20%、钼含量小于2%的钢种曾被尝试用于解决由304钢的应力腐蚀断裂、间隙断裂等引起的温水环境问题,一般使用80℃以下比较稀薄的食盐水,试片则使用实际装置也进行的重叠焊接的具有间隙的焊接试片。


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  增尾等(1979年)将两块薄试片通过点焊合为一体,然后将其放入包含80℃的100x10-4%(ppm)Cl-的水中,接下来每天吹入1次空气,在满足这些条件的前提下进行了长达7个月的实验,结果表明:奥氏体系不锈钢中,316不锈钢没有发生腐蚀,但304钢发生了点腐蚀和应力腐蚀断裂;另一方面,铁素体系不锈钢(430钢以及低碳的 17Cr-Ti、17Cr-1Mo-Ti、18Cr-2Mo-Ti各钢)中的18Cr-2Mo-Ti钢几乎没有发生腐蚀,但是其他的钢虽然没有断裂却发生了点腐蚀。他们(1980年)还着眼于应力腐蚀断裂,利用上述点焊试片进行了6个月的试验来研究氯离子浓度(100x10-4%(ppm)、1000x10-4%(ppm)、21000x10-4%(ppm))以及温度(40℃、60℃、80℃)的影响。304不锈钢316不锈钢的结果如图7.14所示,和前面提到的Truman的结果相比,在浓度更低、温度更低的情况下发生了应力腐蚀断裂。在温度为40℃的时候都没有发生断裂,这和实际的结果大体是一致的。不过,含碳极低的铁素体系钢种虽然只发生了点腐蚀,但是在试验过程中点腐蚀却停止了。此外,为了研究2%Si、2%Mo以及两者的复合添加对于以18Cr-10Ni和18Cr-18Ni为主要成分的钢所产生的影响,他们(1983年)使用同样的点焊试片,在氯离子1000x10-4%(ppm)以及21000x10-4%(ppm)、温度80℃的气体液面上进行了8个月的试验,结果表明:每种钢都发生了断裂,虽然添加了上述元素,但还是没能防止断裂;不过添加2%Cu能够防止断裂。


  此外,渡边等(1983年)利用点焊试片,在氯离子50x10-4%(ppm)、温度80℃或者120℃的条件下研究合金元素对应力腐蚀断裂的影响,证明了磷对19Cr-9Ni钢的断裂有害,而铜能够产生断裂阻力。


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  足立等(1988年)也通过点焊试片,在110~180℃、氯离子50x10-4%(ppm)的条件下进行了试验。结果发现:在18Cr-12Ni钢当中,通过复合添加铜和硅能够提高耐应力腐蚀断裂性;而添加钼之后,耐裂性也不会降低很多,基于这一结果开发出了18.5Cr-12Ni-3Si-2Cu-0.8Mo-0.4Mn耐应力腐蚀断裂不锈钢。进而他们(1989年)采用同样的试验检验了A1(~1.5%)和N(0.02%以及0.2%)对于相同钢试样的应力腐蚀断裂产生的影响,结果发现铝能够改善耐应力腐蚀断裂性。将合金元素的影响归纳为图7.15。


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  此外,梁等(1989年)(1990年)也采用点焊试片,在氯离子(0.03%、0.3%、20%)以及改变了温度的水溶液中,将电位保持在再钝化电位之上,然后检验是否会发生断裂。他们运用上述方法研究P、Si、Mn、Cu对18Cr-14Ni钢的应力腐蚀断裂的影响,得出的结论是:单纯的硅不能抑制断裂,但是和铜复合添加就会产生抑制效果,这一点和足立等是一致的;磷是有害的,能够降低断裂临界氯离子浓度和临界温度。此外用同样的方法研究了P、Mo、Al对于断裂界限温度的影响,结果如图7.16所示,和足立等的试验一样证明了铝的作用。


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 通过稀薄食盐水进行的应力腐蚀断裂试验得出的合金元素的影响,和其他试验方法得出的结果相比较,如表7.8所示:合金元素的影响根据实验条件的不同有时结果会一致,有时会不一致。应力腐蚀断裂性本身并不是金属特有的性质,而是一种在应力和环境的相互作用下发生的现象,因此根据试验条件为酸性、中性、是否以点腐蚀为起点、是否以缝隙腐蚀为起点等不同元素产生的影响也不同是理所当然的。因此应当采用接近使用条件的试验方法。