5OMn18Cr6+钢腐蚀疲劳研究.pdfVIP

50Mnl8Cr6钢的腐蚀疲劳研究 张琼 蔡传荣 福州大学材料学院 中心实验室福州350002 劳裂纹扩晨面的金相．断口及裂尖材料的位错结卡句。发现裂纹在去离子水中同样具备应力腐蚀特征； 裂纹形成与扩展更符合滑移——溶解机制；因此材料在去离子水中具有不比3．5％1地CI水渡低的扩展 速率。 关键词裂纹金相疲劳裂纹扩展滑移——溶解机制 对某电厂发电机组护环开裂原因的分析发现断口具腐蚀疲劳断裂特征。为此根据机 组地处沿海及实际工况测定了裂纹扩展中部区材料在厂用去离子水及3．5％NaCl水液中 之疲劳性能及特征。 断Cl图象易受晶界面上细裂纹及腐蚀产物的干扰；而对裂纹面的金相研究较断口图 象能更精确地展现裂纹扩展的途径，故本实验利用扫描电镜分别观察两种介质下裂纹面 金相与断口特征；利用透射电镜观察扩展区域材料的位错结构以图分析介质中材料疲劳 裂纹形成与扩展机理．解释去离子水中裂纹扩展并不低于3．5％NaCI水液的原因。 1 实验方法 转子本体上。组织为单一的奥氏体。晶粒度2．5～4级，晶面可见多种形式的滑移带及 孪晶带。 质，加入少量16烷基三甲基溴化铵活化剂以增强介质的渗透性。试验前在试样侧面的 裂纹扩展区域内用金相砂纸从粗到细依次磨光，最后用6号砂纸抛光至表面在×80金 相显微镜下看不到划痕。先后用水，酒精清洗、烘干，在10％硝酸酒精中侵蚀。实验 后用电火花线切割在裂尖不同部位切下10x0．5∞薄片．经金相砂纸双面磨至0．06～0． 07薄片，冲剪成够m园片，用双喷电解抛光减薄(电解液为一40℃，6％高氯酸+94％ 酒精混合液，电流30mA，电压30V) 2000EX透射电镜(加速电压160KV-200KV)。 2实验结果与分析 ·315· 2．1实测裂长(ai)～疲劳周次(N)曲线如图l示。 初期去离子水中裂纹扩展较慢，随后速度逐渐增加，后期甚至超过在NaCl水液中。 表明交变应力增强了去离子水的腐蚀作用。 2．2裂纹面的金相表明，裂纹在去离 子水中具有与3．5％NaCI水中相似的形 貌：曲折，多分叉。沿晶或穿晶扩展． 裂尖钝而园(图2)。沿晶或沿滑移带 存有众多小孔洞，有的已相互连接成独 立的微纹。(图3)断口可见疲劳条带 及腐蚀介质膜开裂(图4) 圉2去离子水中裂纹面金相 N(周次) 圉3沿滑移带分布盼孔 囤l裂长a；与疲劳周敬N．闻关系洞 2．3对裂尖不同部位的位错结构观察有下列特征：①基体的非裂纹区位错是以平面状 分布在奥氏体晶粒的各自猾移面上。作为低层错能的材料多出现妊[112]型层错及扩 闰4疲劳条带殛腐蚀臻开裂 囝5层错及不全位错 ·316· 展的岛ocldey不金位错；部份位错可发生缠结或均匀交割(图5)。②裂尖的硬化区可见 由高密度位错墙组成的滑移台阶及分布在带内尺寸不大的位错胞(胞径约为0．5,urn．胞 内少位错)．部分滑移台阶已开裂(图6)。 裂尖剧烈的塑性变形使该区域的位错密度显著增加。一旦达到临界密度便会自发再 列阵：或是缠结胞化；或是呈墙列阵排列形成滑移台阶。若遇晶界约束。还可形成次位 错墙(墙内含大量次位错，墙高多超过1肿k)这种位错墙结构因其平均位错密度比周 围基体