解析2205双相不锈钢焊接接头裂纹失效机理分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2205双相不锈钢焊接接头裂纹失效机理分析杨晔晖，关凯书(1．上海联恒有限公司，上海201507；2．华东理工大学教育部承压重点实验室，上海200237)摘要：根据金相分析和断口扫描电镜分析，对2205双相不锈钢焊接接头裂纹进行了分析。结果显示热影响区上裂纹为应力腐蚀开裂。由于焊接的热作用导致焊缝热影响区沿铁素体晶界析出的二次奥氏体和铁素体／奥氏体比例失调，从而造成应力腐蚀开裂。关键词：双相不锈钢；应力腐蚀；二次奥氏体中图分类号：TG142．71；TG11

2、3．26文献标识码：A文章编号：1001—4837(2007)12—0026—03FailureMechanismAnalysisontheCracksof2205DuplexStainlessSteelWeldYANGYe—hui．GUANKai—shu(1．ShanghaiLianhengIsocyanateCo．，Ltd．，Shanghai201507，China；2．TheKeyLaboratoryofSafetyScienceofPressurizedSystem，MinistryofEduc

3、ation，ECUST，Shanghai200237，China)Abstract：Detailedanalysesofthemicrostructureandfractographyofthecracksin2205duplexsteelweldwereperformedbylightopticalmicroscopy(LOM)andscanningelectronmicroscopy(SEM)combinedwithenergydispersivespectrometry(EDS)．Secondar

4、yaustenite(^y2)precipitateshasbeenobserveda—longtheferriteboundaries．TheintergranularmodeofSCCwasthoughttoberelatedtothepresenceofGBA．^y2precipitatesandchloridecausedthestresscorrosioncracks．Keywords：duplexsteel；SCC；secondaryaustenite双相不锈钢具有优良的力学性能和抗氯离子应

5、器接管焊缝处存在多处裂纹。反应器本体材料为的应力腐蚀能力，在我国石油、化工行业应用日益广2205双相不锈钢，壁厚为30mm。采用手工钨极氩泛uJ，但有关双相不锈钢的失效报导少见。该钢所弧焊焊接，焊条采用E2209(化学成分见表1)，X型具有的力学性能和抗局部腐蚀能力取决于金相组织坡口，焊接线能量为2kJ／mm。中的铁素体／奥氏体比例，大约1：1为宜。双相不锈元素CMnSiSPCrNiMoNCu钢经焊接，其焊缝附近容易形成析出相和铁素体／奥母材D．O2OO．87Q38O．001D．02122．65．943

6、．16D．16。_——氏体分布不均匀，从而降低其抗腐蚀能力并使焊接焊条D．O26O．7OD．90O．02D．O2522．21O．O12．82．O3na接头脆性增加。对焊接接头的显微组织和裂纹反应器操作温度约为100℃，压力为0．3MPa，成因分析具有实用价值。介质含HC1酸性气体。正常工艺下，反应器内为气体，没有水分，因此对设备没有腐蚀。装置开工3个1设备概况月后，由于系统其他部位发生泄漏而导致水进入系某化工厂一台反应器在定期检查期间，发现反统，因此反应器内的HC1和水反应生成盐酸，氯离·26·维普资讯

7、http://www.cqvip.com第24卷第12期压力容器总第181期子对不锈钢产生应力腐蚀的可能。使用复膜金相检查裂纹的扩展类型以及铁素体和奥氏体的相比例。另外，现场取样分析剖面微观结构和断口扫描电镜形貌。用光学显微镜观察显微结构，借助于SEM(扫描电镜)／EDS(能谱色散仪)分析断口形貌。2裂纹形貌分析2．1宏观检查(e)母材500×图1为反应器接管焊缝上裂纹形貌，裂纹在熔图2裂纹尖端和母材金相组织合线上。由图2可知，沿着HAZ扩展的裂纹主要为沿晶形式，少量为穿晶扩展。在热影响区，局部铁素体含

8、量高，且铁素体晶粒粗大并有沿晶析出的二次奥氏体，而母材上二相比例基本上分别均匀。可以看出，裂纹的形成与焊接接头的质量有关。＼2．3断口分析图3为取样后断口扫描电镜形貌。裂纹主要为沿晶扩展，少量穿晶扩展。穿晶断裂带有解理断裂的特征。河流状的解理断裂是由氯离子引起的奥氏体不锈钢SCC的典型特征。在热影响区上，应力图1裂纹宏观形貌腐蚀通常以晶问形式发生。另外，沿晶断口上有橘2．2复膜金相子皮式的表面，这是二次奥氏体的特征，裂纹是沿着图2为裂纹尖端