冷变形和溶解氧对308L不锈钢焊材应力腐蚀开裂的影响规律

摘要

目的探究冷变形和溶解氧(DO)对308L不锈钢焊材在高温高压水环境中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响规律。方法采用直流电压降法对308L试样裂纹扩展速率(CGR)进行在线测量,对比原始态、冷变形态308L焊材在DO和氢气除氧两种水环境中的SCC性能。参照F-A模型,结合冷变形前后材料微观组织和试样的断口形貌及裂纹扩展路径分析,给出冷变形和DO对308L焊材SCC影响规律的机理性解释。结果原始态308L焊材具有较低的SCC敏感性,且在恒载荷下裂纹扩展容易停滞,断口主要呈现穿晶开裂形貌。20%冷变形可显著提高其CGR达1个数量级,断口呈现沿晶开裂形貌,且二次裂纹倾向于沿着δ-铁素体和γ-奥氏体相界面扩展。对于20%冷变形308L,DO可提高其CGR近2个数量级。结论冷变形和DO均能显著提高308L的SCC敏感性。冷变形通过提高奥氏体枝晶的晶界和奥氏体-铁素体相界的残余应变而提高308L焊材的SCC敏感性;DO通过在尖端和基体间形成电势差,促进尖端微区水化学的酸化或碱化,加剧尖端金属溶解而加速裂纹扩展。