·1162 北京科技大学学报 第34卷 2200 a (b) 2000 2 2000 1500 空气中拉伸 1800 一空气中拉伸 61000 2- 开路电位 6 开路电位 -600mV -600mV -800mV 1600 -800mV 500 -950mV 950mV -1100mV --1100mV 1400 10 15 20 25 16 182022 e/% E1% 图3300M钢在空气中和不同电位下的应力-应变曲线(a)及曲线局部放大图(b) Fig.3 Stress-strain curves of 300M steel at different potentials (a)and partial enlargement (b) 断面收缩率均具有最大值，分别为8.5%和37%； 其中，or、δi和bi分别是300M钢在空气中的断裂 在开路电位下的延伸率和断面收缩率下降至 强度、延伸率和断面收缩率，σ、δ和山分别是300M 6.87%和18%；在阳极极化电位-600mV下，延伸 钢在3.5%NaCl溶液中不同电位下的断裂强度、延 率和断面收缩率为5.32%和2%；在-800mV电位 伸率和断面收缩率.图5为300M钢在不同电位下 下，延伸率和断面收缩率又上升至8%和18%，材 的应力腐蚀开裂敏感性因子.从图5可见，三项评 料的强度和塑性都有所提高，这可能是因为阴极电 估应力腐蚀开裂敏感性因子的变化趋势相同，且 位的保护作用所致：但是当电位降至-950mV和 △山对不同电位的反应最为敏感.由图可见，在开 -1100mV后，延伸率和断面收缩率重新降至较低 路电位下△为52.57%，说明Clˉ环境对300M钢 值，这可能是因为300M钢在低电位下有发生氢脆 的应力腐蚀开裂敏感性影响较大.这与材料本身的 的趋势. 马氏体组织以及较高的机械强度有重要关系.阳极 电位600mV下，300M钢的强度损失和韧性损失 ·一延仲率 40 一断面收缩率 都比开路电位下的有所增加，其中断面收缩率损失 30 △业变化最大，由开路电位下的52.6%升高至 99.5%,说明阳极极化增加了300M钢的应力腐蚀 20 敏感性.在-8O0mV时，材料的塑性损失和强度损 失大大降低，其原因将在后文结合断口形貌解释； 0 而在更低的阴极电位下，如-950mV和-1100mV, -1100-950-800-600 开路空气中 300M钢的应力腐蚀开裂敏感性再次升高. 电位 拉伸 E/mV (SCE) 120 ·一强度损尖 一延伸率损失 图4300M钢在空气中和不同电位下的延伸率和断面收缩率 100 ·一断而收缩竿损失 Fig.4 Elongation and reduction-in-trea of 300M steel in air and in the NaCl solution at different potentials 据文献5]可知，钢的强度损失、延伸率损失 40 和断面收缩率损失可作为衡量材料的应力腐蚀开裂 30 敏感性因子.利用下式可获得300M钢的强度损失 △σ、延伸率损失△δ和断面收缩率损失△山： -1100-950-800 -600 开路电位 E/mV (SCE) ×100%, (1) 图5300M钢在不同电位下的强度损失、延伸率损失和断面收缩 率损失 (2) Fig.5 Losses of strength,elongation and reduction-in-area of 300M steel at different potentials 2.3开路电位下的应力腐蚀开裂机制 (3) 图6为300M钢在空气中和3.5%NaCl溶液北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 3 300M 钢在空气中和不同电位下的应力--应变曲线( a) 及曲线局部放大图( b) Fig． 3 Stress-strain curves of 300M steel at different potentials ( a) and partial enlargement ( b) 断面收缩率均具有最大值，分别为 8. 5% 和 37% ; 在开路电位下的延伸率和断面收缩率下降至 6. 87% 和 18% ; 在阳极极化电位 － 600 mV 下，延伸 率和断面收缩率为 5. 32% 和 2% ; 在 － 800 mV 电位 下，延伸率和断面收缩率又上升至 8% 和 18% ，材 料的强度和塑性都有所提高，这可能是因为阴极电 位的保护作用所致; 但是当电位降至 － 950 mV 和 － 1 100 mV后，延伸率和断面收缩率重新降至较低 值，这可能是因为 300M 钢在低电位下有发生氢脆 的趋势． 图 4 300M 钢在空气中和不同电位下的延伸率和断面收缩率 Fig． 4 Elongation and reduction-in-area of 300M steel in air and in the NaCl solution at different potentials 据文献［15］可知，钢的强度损失、延伸率损失 和断面收缩率损失可作为衡量材料的应力腐蚀开裂 敏感性因子． 利用下式可获得 300M 钢的强度损失 Δσ、延伸率损失 Δδ 和断面收缩率损失 Δψ: Δσ = ( σair － σ σ ) air × 100% ， ( 1) Δδ = ( δair － δ δ ) air × 100% ， ( 2) Δψ = ( ψair － ψ ψ ) air × 100% ． ( 3) 其中，σair、"air和 ψair分别是 300M 钢在空气中的断裂 强度、延伸率和断面收缩率，σ、"和 ψ 分别是 300M 钢在 3. 5% NaCl 溶液中不同电位下的断裂强度、延 伸率和断面收缩率． 图 5 为 300M 钢在不同电位下 的应力腐蚀开裂敏感性因子． 从图 5 可见，三项评 估应力腐蚀开裂敏感性因子的变化趋势相同，且 Δψ 对不同电位的反应最为敏感． 由图可见，在开 路电位下 Δψ 为 52. 57% ，说明 Cl － 环境对 300M 钢 的应力腐蚀开裂敏感性影响较大． 这与材料本身的 马氏体组织以及较高的机械强度有重要关系． 阳极 电位#600 mV 下，300M 钢的强度损失和韧性损失 都比开路电位下的有所增加，其中断面收缩率损失 Δψ 变 化 最 大，由开路电位下的 52. 6% 升 高 至 99. 5% ，说明阳极极化增加了 300M 钢的应力腐蚀 敏感性． 在#800 mV 时，材料的塑性损失和强度损 失大大降低，其原因将在后文结合断口形貌解释; 而在更低的阴极电位下，如#950 mV 和#1 100 mV， 300M 钢的应力腐蚀开裂敏感性再次升高． 图5 300M 钢在不同电位下的强度损失、延伸率损失和断面收缩 率损失 Fig． 5 Losses of strength，elongation and reduction-in-area of 300M steel at different potentials 2. 3 开路电位下的应力腐蚀开裂机制 图 6 为 300M 钢在空气中和 3. 5% NaCl 溶液 ·1162·