第10期 陆永浩等：温度对Z3CN20-09M不锈钢在含氯高温水中应力腐蚀行为的影响 ·1323· 表3不同温度下进行不同时间试验后开裂试样表面裂纹数 Table 3 Number of cracks on the cracked sample surface after test for different durations at different temperatures 温度/℃ 120h 360h 720h 250 0 2 16 320 0 2 23 (a) (b) (c) (d) 并和材料基体紧密结合，其中250℃和320℃下生 成的氧化膜稍厚一些，在0.4~0.6m之间，290℃ 下生成的氧化膜厚度较薄，约为0.2m.随着试验 周期的延长(360)，试样表面的氧化膜厚度持续增 (⑨ (g) (h) 加，250℃和320℃下生成的氧化膜开始呈现双层结 构，但290℃下生成的氧化膜仍为单层.试验进行 图3高温水中不同温度时进行不同时间试验后U弯试样上 的宏观形貌.(a)250℃，120h:(b)250℃，360h:(c)250℃， 720h后，在290℃下试样表面的氧化膜增厚不太明 显，厚度约为0.4m,且仍为致密的单层膜结构：而 720h;(d)290℃，120h:(e)290℃，360h:(f)290℃，720h: (g)320℃，120h;(h)320℃，360h:()320℃，720h 250℃和320℃下试样表面氧化膜明显增厚且两者 厚度仍相差不大，均在1.8~2.0m之间，呈明显 Fig.3 Macro morphologies of U-bend samples after test for 的双层膜结构.由此可见，在250320℃范围内，材 different durations at different temperatures in high temper- 料的腐蚀性能与温度呈现非单调关系.造成290℃ ature water::(a)250℃，120h;(b)250℃，360h:(c)250℃， 时腐蚀性能比250℃时好的原因可能与290℃ 720h:(d)290℃，120h:(e)290℃，360h:(f)290℃，720h: (g)320℃，120h;(h)320℃，360h;()320℃，720h 下水的电导率和电离常数较（与250℃相比）低有 关1,13.另外，值得注意的是，在250℃和320℃ 表2不同温度下进行不同时间试验后开裂试样数 时，试样的内层氧化膜致密性差异较大：250℃条 Table 2 Number of cracked samples after test for different 件下腐蚀后材料内层氧化膜较为致密：320℃条件 durations at different temperatures 下腐蚀后试样的内层氧化膜会发生局部开裂现象. 温度/℃ 120h 360h 720h 大量研究表明：氧化膜在裂纹萌生阶段起着重要作 250 0 3 7 290 0 0 0 用14-17]，这也解释320℃比250℃应力腐蚀开裂 320 0 2 6 敏感性大的原因 250°C,120h 250°C,360h 250°C.720h 2 pm 2m 2 um 290.120h 290°C.360h 2 2 gm 2 um 320°C.120h 320°C.360h 320°C.720h 24m 2μm 2 um 图4不同温度下进行不同时间高温水腐蚀后生成氧化膜截面形貌 Fig.4 Cross-sectional morphologies of oxide films on samples after high temperature corrosion for different durations at different temperatures第 10 期 陆永浩等：温度对 Z3CN20-09M 不锈钢在含氯高温水中应力腐蚀行为的影响 1323 ·· 图 3 高温水中不同温度时进行不同时间试验后 U 弯试样上 的宏观形貌. (a) 250 ℃, 120 h; (b) 250 ℃, 360 h; (c) 250 ℃, 720 h; (d) 290 ℃, 120 h; (e) 290 ℃, 360 h; (f) 290 ℃, 720 h; (g) 320 ℃, 120 h; (h) 320 ℃, 360 h; (i) 320 ℃, 720 h Fig.3 Macro morphologies of U-bend samples after test for different durations at different temperatures in high temper￾ature water: (a) 250 ℃, 120 h; (b) 250 ℃, 360 h; (c) 250 ℃, 720 h; (d) 290 ℃, 120 h; (e) 290 ℃, 360 h; (f) 290 ℃, 720 h; (g) 320 ℃, 120 h; (h) 320 ℃, 360 h; (i) 320 ℃, 720 h 表 2 不同温度下进行不同时间试验后开裂试样数 Table 2 Number of cracked samples after test for different durations at different temperatures 温度/℃ 120 h 360 h 720 h 250 0 2 7 290 0 0 0 320 0 2 6 表 3 不同温度下进行不同时间试验后开裂试样表面裂纹数 Table 3 Number of cracks on the cracked sample surface after test for different durations at different temperatures 温度/℃ 120 h 360 h 720 h 250 0 2 16 320 0 2 23 并和材料基体紧密结合，其中 250 ℃和 320 ℃下生 成的氧化膜稍厚一些，在 0.4 ～ 0.6 µm 之间，290 ℃ 下生成的氧化膜厚度较薄，约为 0.2 µm. 随着试验 周期的延长 (360 h)，试样表面的氧化膜厚度持续增 加，250 ℃和 320 ℃下生成的氧化膜开始呈现双层结 构，但 290 ℃下生成的氧化膜仍为单层. 试验进行 720 h 后，在 290 ℃下试样表面的氧化膜增厚不太明 显，厚度约为 0.4 µm，且仍为致密的单层膜结构；而 250 ℃和 320 ℃下试样表面氧化膜明显增厚且两者 厚度仍相差不大，均在 1.8 ～ 2.0 µm 之间，呈明显 的双层膜结构. 由此可见，在 250∼320 ℃范围内，材 料的腐蚀性能与温度呈现非单调关系. 造成 290 ℃ 时腐蚀性能比 250 ℃时好的原因可能与 290 ℃ 下水的电导率和电离常数较 (与 250 ℃相比) 低有 关 [1,13] . 另外，值得注意的是，在 250 ℃和 320 ℃ 时，试样的内层氧化膜致密性差异较大：250 ℃条 件下腐蚀后材料内层氧化膜较为致密；320 ℃条件 下腐蚀后试样的内层氧化膜会发生局部开裂现象. 大量研究表明：氧化膜在裂纹萌生阶段起着重要作 用 [14−17]，这也解释 320 ℃比 250 ℃应力腐蚀开裂 敏感性大的原因. 图 4 不同温度下进行不同时间高温水腐蚀后生成氧化膜截面形貌 Fig.4 Cross-sectional morphologies of oxide films on samples after high temperature corrosion for different durations at different temperatures