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不锈钢锻件容易产生应力腐蚀有以下原因:
1、不锈钢系钝化型耐蚀金属,依靠与介质 的氧化反应形成純化膜提高耐蚀性。在应力作用下产生滑移变形,使钝化膜,露出新鲜的金属 面在介质中恢复较大的腐蚀速度,发生阳极溶解,同时又产生阳极极化,产生新的钝化膜。如此持续反复致使产生应力腐蚀裂纹。在中性氯化物水 溶液中要不断形成钝化膜,产生应力腐蚀,介质中 必须存在氧或氧化剂。
2、奥氏体不锈钢除可在氯化物水溶液中产 生应力腐蚀外,在高温浓碱中亦可产生碱脆型应 力腐蚀。在石油加氢反应器中,300 ~450 T时石 油中的有机硫可在催化剂作用下形成H2S,并在 不锈钢表面生成FeS。设备停车时,FeS与湿空气 作用生成连多硫酸,易在不锈钢的焊接热影响区产生晶间型应力腐蚀。不锈钢压力容器的碱脆和连多硫酸应 力腐蚀都是经典的应力腐蚀。
3、氯离子浓度越高,不锈钢越易产生应力腐蚀。压力容器中的液相介质是流动的,大部分区域的氯化物水溶液在流动时可以保持比较稳定 的氯离子含量。但压力容器的某些区域介质流通 不畅,如列管式换热器的换热管与管板的胀管区, 换热管外侧与管板孔内侧有缝隙,高温合金钢锻件,介质进人后很 难流通,在有较高温度时,水会汽化挥发,死区中 氯离子的浓度会逐渐提高、浓缩,在水中氯离子浓度为几个ppm时,分析死区中介质的氯离子浓度 常达上万ppm。这些死区更容易产生应力腐蚀。
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在锻件的生产过程中,锻造加工是一个重要的塑性变形过程,因此锻造工艺不当引起的缺陷通常有以下几种:
裂纹
裂纹通常是由锻造过程中较大的拉应力、剪应力或附加拉应力引起的。锻造裂纹发生的部位通常是坯料应力大、厚度薄的部位。如果坯料表面和内部存在微裂纹,或坯料中存在结构缺陷,或由于热加工温度不适当而导致材料塑性降低,或变形速度过快,变形程度过大,材料塑性指数超过,则粗加工,在拉拔、冲孔、铰孔、弯曲和挤压等过程中可能出现裂纹。
开裂
裂纹是锻件表面的浅龟裂。锻造成形中受拉伸应力影响的表面(例如,填充不足的突出零件或弯曲零件)容易出现此类缺陷。导致裂纹的内部因素可能多种多样:①原材料中含有过多的易熔元素,如铜和锡。② 高温长时间加热时,钢材表面会有铜沉淀,表面晶粒粗大,脱碳,定襄合金钢锻件厂,或反复加热后的表面。③燃料硫含量过高,钢材表面有硫渗入。
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锻件淬火裂纹的防治措施:
1、采用合理的热处理规范,控制加热速度与冷却过程,减少加热缺陷与温度应力;
2、避免锻件中存在严重的冶金缺陷与残余应力;
3、淬火后及时回火。
防止锻件回火脆性的对策是:
1、减少钢中有害元素的含量;
2、减少钢中偏析;
3、避免在回火脆性温度区热处理,适当快冷,防止有害组元富集。
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