第3期 李明等：16M血(HⅢC)钢硫化物应力腐蚀开裂实验研究 ,285 理的试样的脆断敏感性有所改善，此外， 试样延伸率和断面收缩率的变化（见图7）与慢应 16Mn(HlC)钢比16Mn钢有更好的抗硫化物应力 变速率拉伸实验结果是一致的.16Mn(HⅢC)和16Mn 腐蚀开裂性能 钢脆性系数I值都在35%以上，表现出完全脆性 100 50 ☑16Mn空气 四I6 Mn NACE溶液 n16Mn空气 9I6 Mn NACE溶液 16 Mn(HIC空气16Mh(HC)NACE溶液 16MnHC)空气I6Mn(HIC)NACE溶 40 30 6 10 母材 焊缝 焊后热处理 母材 焊缝 焊后热处理 图7SSRT试样断面收缩率V和延伸率δ Fig.7 Area reduction and elongation of SSRI samples 图8为16Mn(HIC)在空气和NACE溶液中 溶液中拉伸试样的断口表面宏观上比较平整，微观 SSRT实验后断口的SEM分析.所有试样在空气中 上可以观察到河流状花纹舌状花样和撕裂岭，为准 拉断后可以观察到明显的剪切唇，断裂的放射区和 解理断口；其中，局部可以观察到解理扇，为解理断 纤维区，断口也有大量的韧窝，属于韧断.在NACE 口.对于16Mn钢具有相似的结果 (a) (b) d 图8SSRT实验16Mn(HlC)试样断口扫描电镜SEM观察.(a)母材试样在空气中：(b)焊缝试样在空气中；(c)焊后热处理试样在空气 中；(d)母材试样在NACE溶液中；(e)焊缝试样在NACE溶液中；(f)焊后热处理试样在NACE溶液中 Fig-8 Fracture surface's SEM morphologies of 16Mn (HIC)steel with SSRT test in air and NACE solutions:(a)matrix in air;(b)welded beams in air:(c)PWHT in air;(d)matrix in NACE solutions:(e)welded beams in NACE solutions:(f)PWHT in NACE solutions 表明，所有的试样表现出完全脆性，图2给出的 3分析和讨论 16Mn(HⅢC)和16Mn钢的恒应变实验试样开裂裂 实验结果表明16Mn(HⅢC)和16Mn钢在空气 纹主要呈台阶状，说明在酸性NACE溶液中发生的 当中有很好的韧性，在酸性的含饱和硫化氢的 SSCC机理为HⅢC,在酸性饱和HS环境中钢首先 NACE溶液当中发生脆性断裂，显示出脆性，一般 发生电化学腐蚀，钢上吸附的表面活性的HSˉ和 认为1大于35%，则材料表现出全脆性断裂.表1 s2一阴离子是有效的毒化剂，加速水合氢离子放电，理 的 试 样 的 脆 断 敏 感 性 有 所 改 善． 此 外‚ 16Mn（HIC）钢比16Mn 钢有更好的抗硫化物应力 腐蚀开裂性能． 试样延伸率和断面收缩率的变化（见图7）与慢应 变速率拉伸实验结果是一致的．16Mn（HIC）和16Mn 钢脆性系数 I 值都在35％以上‚表现出完全脆性． 图7 SSRT 试样断面收缩率 ψ和延伸率δ Fig．7 Area reduction and elongation of SSRT samples 图8为16Mn（HIC）在空气和 NACE 溶液中 SSRT 实验后断口的SEM 分析．所有试样在空气中 拉断后可以观察到明显的剪切唇‚断裂的放射区和 纤维区‚断口也有大量的韧窝‚属于韧断．在 NACE 溶液中拉伸试样的断口表面宏观上比较平整‚微观 上可以观察到河流状花纹舌状花样和撕裂岭‚为准 解理断口；其中‚局部可以观察到解理扇‚为解理断 口．对于16Mn 钢具有相似的结果． 图8 SSRT 实验16Mn（HIC）试样断口扫描电镜 SEM 观察．（a） 母材试样在空气中；（b） 焊缝试样在空气中；（c） 焊后热处理试样在空气 中；（d）母材试样在 NACE 溶液中；（e）焊缝试样在 NACE 溶液中；（f） 焊后热处理试样在 NACE 溶液中 Fig．8 Fracture surface’s SEM morphologies of 16Mn （HIC） steel with SSRT test in air and NACE solutions：（a） matrix in air；（b） welded beams in air；（c） PWHT in air；（d） matrix in NACE solutions；（e） welded beams in NACE solutions；（f） PWHT in NACE solutions 3 分析和讨论 实验结果表明16Mn（HIC）和16Mn 钢在空气 当中有很好的韧性‚在酸性的含饱和硫化氢的 NACE 溶液当中发生脆性断裂‚显示出脆性．一般 认为 I 大于35％‚则材料表现出全脆性断裂．表1 表明‚所有的试样表现出完全脆性．图2给出的 16Mn（HIC）和16Mn 钢的恒应变实验试样开裂裂 纹主要呈台阶状‚说明在酸性 NACE 溶液中发生的 SSCC 机理为 HIC．在酸性饱和 H2S 环境中钢首先 发生电化学腐蚀‚钢上吸附的表面活性的 HS — 和 S 2—阴离子是有效的毒化剂‚加速水合氢离子放电‚ 第3期 李 明等：16Mn（HIC）钢硫化物应力腐蚀开裂实验研究 ·285·