.1036 北京科技大学学报 第35卷 较大的位置，与点蚀导致应力开裂机理相吻合，但 蚀产物进行能谱分析，结果如图3(b)所示.由图可 不是所有点蚀位置会扩展形成裂纹，裂纹形成位置 以看到裂纹内腐蚀产物中有Pb的存在，说明在裂 只会沿着易于扩展的路径.图3(a)的下部有明显的 纹形成后，Pb会扩矿散到裂纹尖端，使得裂纹内的腐 点蚀坑，此点蚀坑并未形成应力腐蚀开裂.为了更 蚀保持较快速率，从而造成腐蚀产物在裂纹内部的 清楚地了解裂纹内腐蚀产物的信息，对裂纹内的腐 快速堆积8-10. (a) EHT-1004 5gA一SE2 0ere80420 H WD aftam Parto No.1lild Time:10211 图2690合金在含Pb高温高压水环境中应力腐蚀后的应力腐蚀截面形貌(a)和穿晶应力腐蚀裂纹(b) Fig.2 Cross-section image (a)and transgranular stress corrosion cracking(b)of Alloy 690 after stress corrosion in the high temperature and high-pressure water solution with Pb 4.0 CrKa (b) 3.2 07/%. 2.4 1.6 O Ka 0.8 NiKh 0.0 Pbla PbLb 1.00 3.00 500700 9.0011.0013.00 能量/keV 图3690合金在含Pb高温高压水环境中应力腐蚀后的穿晶应力腐蚀裂纹()和裂纹内腐蚀产物的能谱(b) Fig.3 Transgranular stress corrosion cracking (a)and EDS spectrum of corrosion products (b)in the crack of Alloy 690 after stress corrosion in the high-temperature and high-pressure water solution with Pb 2.2裂纹区域的元素面扫描结果 扫描结果可以看到裂纹内部有较多O元素存在，说 图4为690合金在含Pb的高温高压环境中形 明堆积在裂纹内的物质应该是氧化物，主要是由于 成的穿晶型应力腐蚀裂纹区域的元素面扫描结果， 腐蚀造成的.图4()中表面腐蚀产物膜的Pb元素 图4(a)为裂纹形貌，图4(b)、(c)、(d)、(e)和() 较多，说明Pb参与690合金的腐蚀过程，并且掺 分别为元素Cr、Fe、Ni、O和Pb的元素扫描结果. 杂到腐蚀产物膜中.综合图2()的实验结果，可 由图4(a)可以清楚看到表面腐蚀产物膜呈双层结 以发现虽然690合金在含Pb溶液中形成的腐蚀 构，此结果可以通过图4(b)和()等到验证，由上 产物膜较厚，但是由于P参杂到腐蚀产物膜中， 两图可以发现表面形成的钝化膜靠近基体侧的成分 这会增加腐蚀产物膜的电导率，对基体的保护性较 富含Cr元素，而外层钝化膜Ni元素很多.根据已 差.裂纹内腐蚀产物的膨胀系数与基体的膨胀系数 有的镍基合金、不锈钢等在高温高压环境中形成钝 相差较大，这会造成裂纹两侧受到较大的拉应力， 化膜的研究结果可知，内层钝化膜主要是Cr2O3, 导致裂纹的快速扩展，从而形成较深的应力腐蚀 而外层是NiFe204和Ni011-12.由图4(e)的元素 裂纹.· 1036 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 较大的位置，与点蚀导致应力开裂机理相吻合，但 不是所有点蚀位置会扩展形成裂纹，裂纹形成位置 只会沿着易于扩展的路径. 图 3(a) 的下部有明显的 点蚀坑，此点蚀坑并未形成应力腐蚀开裂. 为了更 清楚地了解裂纹内腐蚀产物的信息，对裂纹内的腐 蚀产物进行能谱分析，结果如图 3(b) 所示. 由图可 以看到裂纹内腐蚀产物中有 Pb 的存在，说明在裂 纹形成后，Pb 会扩散到裂纹尖端，使得裂纹内的腐 蚀保持较快速率，从而造成腐蚀产物在裂纹内部的 快速堆积[8−10] . 图 2 690 合金在含 Pb 高温高压水环境中应力腐蚀后的应力腐蚀截面形貌 (a) 和穿晶应力腐蚀裂纹 (b) Fig.2 Cross-section image (a) and transgranular stress corrosion cracking (b) of Alloy 690 after stress corrosion in the high￾temperature and high-pressure water solution with Pb 图 3 690 合金在含 Pb 高温高压水环境中应力腐蚀后的穿晶应力腐蚀裂纹 (a) 和裂纹内腐蚀产物的能谱 (b) Fig.3 Transgranular stress corrosion cracking (a) and EDS spectrum of corrosion products (b) in the crack of Alloy 690 after stress corrosion in the high-temperature and high-pressure water solution with Pb 2.2 裂纹区域的元素面扫描结果 图 4 为 690 合金在含 Pb 的高温高压环境中形 成的穿晶型应力腐蚀裂纹区域的元素面扫描结果， 图 4(a) 为裂纹形貌，图 4(b)、(c)、(d)、(e) 和 (f) 分别为元素 Cr、Fe、Ni、O 和 Pb 的元素扫描结果. 由图 4(a) 可以清楚看到表面腐蚀产物膜呈双层结 构，此结果可以通过图 4(b) 和 (d) 等到验证，由上 两图可以发现表面形成的钝化膜靠近基体侧的成分 富含 Cr 元素，而外层钝化膜 Ni 元素很多. 根据已 有的镍基合金、不锈钢等在高温高压环境中形成钝 化膜的研究结果可知，内层钝化膜主要是 Cr2O3， 而外层是 NiFe2O4 和 NiO[11−12] . 由图 4(e) 的元素 扫描结果可以看到裂纹内部有较多 O 元素存在，说 明堆积在裂纹内的物质应该是氧化物，主要是由于 腐蚀造成的. 图 4(f) 中表面腐蚀产物膜的 Pb 元素 较多，说明 Pb 参与 690 合金的腐蚀过程，并且掺 杂到腐蚀产物膜中. 综合图 2(a) 的实验结果，可 以发现虽然 690 合金在含 Pb 溶液中形成的腐蚀 产物膜较厚，但是由于 Pb 掺杂到腐蚀产物膜中， 这会增加腐蚀产物膜的电导率，对基体的保护性较 差. 裂纹内腐蚀产物的膨胀系数与基体的膨胀系数 相差较大，这会造成裂纹两侧受到较大的拉应力， 导致裂纹的快速扩展，从而形成较深的应力腐蚀 裂纹