陆辉等：溶解氧和温度对06Cl7N12Mo2Ti不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响 1459* 450℃超临界水中慢应变速率拉伸试验后的断口形 300 -316Ti@650℃.Ar 貌.图8(a)中整个断口表面布满了韧窝微孔，是完全 250 -316i@650℃，0g-kg ,316T@650℃.200w-kg 的塑性断裂.图8(b)~()中断口表面形貌非常相 316T@650℃2000gkg 似，整个断口表面分区较为明显，中心区域散布着大小 200 不一的韧窝微孔，表现出塑性断裂特征，但左右两侧的 断口边缘处有明显的沿晶开裂迹象，由此可知在该温 度下，试样在含不同溶解氧量的超临界水中都具有应 力腐蚀开裂倾向，但由于图8(b)~(d)中断口形貌相 似，可认为水中的溶解氧含量对断口形貌没有太大的 0.2 影响. 04 应变 图9是试样在高温纯氩和含不同溶解氧量的 图606Cl7Ni12M2Ti不锈钢在650℃的超临界水中的应力- 450℃超临界水中慢应变速率拉伸试验后的标距段表 应变曲线 面形貌.可以明显观察到，随着水中溶解氧量的增加， Fig.6 Stress-strain curves of 06Cr17Nil2Mo2Ti stainless steel in 标距段表面的裂纹密度明显增加.在超临界水中，阳 supereritical water at 650 C 离子向基体外部扩散，而阴离子向基体内部扩散，使得 表306Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢在450℃环境下的试验参数与主要结果 Table 3 Test parameters and main results of 06Crl7Nil2Mo2Ti stainless steel in 450 C environments 屈服强度， 抗拉强度， 断后伸长率， 应力腐蚀开裂 试验环境 试验条件 R./MPa 断裂特征 R/MPa A/% 倾向，T/% 惰性气体 Ar 172 473 68.1 塑性 超临界水 氩气除氧 164 440 52.7 22.6 塑性+沿品 超临界水 200μgkg1溶氧 172 355 44.7 34.4 塑性+沿品 超临界水 20004gkg溶氧 172 349 37.4 45.1 塑性+沿品 表406C17Ni12M2T不锈钢在550℃环境下的试验参数与主要结果 Table 4 Test parameters and main results of 06Cr17Nil2Mo2Ti stainless steel in 550 C environments 屈服强度， 抗拉强度， 断后伸长率， 应力腐蚀开裂 试验环境 试验条件 断裂特征 R./MPa R_/MPa A1% 倾向，T1% 惰性气体 Ar 107 359 37.9 一 塑性 超临界水 氩气除氧 104 354 36.4 4.0 塑性+沿品 超临界水 200gkg溶氧 106 344 35.3 6.9 塑性+沿品 超临界水 2000μgkg1溶氧 104 325 27.4 27.7 塑性+沿品 表506Crl7Nil2M2T不锈钢在650℃环境下的试验参数与主要结果 Table 5 Test parameters and key results of 06Cr17Nil2Mo2Ti stainless steel in 650 C environments 屈服强度， 抗拉强度， 断后伸长率， 应力腐蚀开裂 试验环境 试验条件 断裂特征 R,/MPa R/MPa A/% 倾向，T1% 惰性气体 Ar 110 209 30.4 塑性 超临界水 氩气除氧 99 198 28.2 7.2 塑性 超临界水 200μgkg-1溶氧 95 199 29.7 2.3 塑性 超临界水 2000gkg1溶氧 98 192 28.1 7.6 塑性 06Crl7Ni12Mo2Ti不锈钢发生氧化现象.氧化的产生 力，促使裂纹扩展，如图10所示. 改变了随后发生的塑性变形和微观裂纹的开裂，促进 在550℃超临界水中，试样试验后的断口形貌、标 额外裂纹的萌生与成长.一旦裂纹出现在试样表面， 距段形貌与450℃相似.由此可知，在450℃和550℃ 在这些裂纹中形成的氧化物在裂纹尖端产生额外的应 时，溶解氧主要影响着试样表面的裂纹萌生与扩展，随陆 辉等: 溶解氧和温度对 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响 图 6 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在 650 ℃ 的超临界水中的应力-- 应变曲线 Fig． 6 Stress--strain curves of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel in supercritical water at 650 ℃ 450 ℃ 超临界水中慢应变速率拉伸试验后的断口形 貌． 图 8( a) 中整个断口表面布满了韧窝微孔，是完全 的塑性断裂． 图 8( b) ～ ( d) 中断口表面形貌非常相 似，整个断口表面分区较为明显，中心区域散布着大小 不一的韧窝微孔，表现出塑性断裂特征，但左右两侧的 断口边缘处有明显的沿晶开裂迹象，由此可知在该温 度下，试样在含不同溶解氧量的超临界水中都具有应 力腐蚀开裂倾向，但由于图 8( b) ～ ( d) 中断口形貌相 似，可认为水中的溶解氧含量对断口形貌没有太大的 影响． 图 9 是试样在高温纯氩和含不同溶解氧量的 450 ℃超临界水中慢应变速率拉伸试验后的标距段表 面形貌． 可以明显观察到，随着水中溶解氧量的增加， 标距段表面的裂纹密度明显增加． 在超临界水中，阳 离子向基体外部扩散，而阴离子向基体内部扩散，使得 表 3 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在 450 ℃环境下的试验参数与主要结果 Table 3 Test parameters and main results of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel in 450 ℃ environments 试验环境 试验条件 屈服强度， Ｒe /MPa 抗拉强度， Ｒm /MPa 断后伸长率， A /% 应力腐蚀开裂 倾向，T /% 断裂特征 惰性气体 Ar 172 473 68. 1 — 塑性 超临界水 氩气除氧 164 440 52. 7 22. 6 塑性 + 沿晶 超临界水 200 μg·kg － 1溶氧 172 355 44. 7 34. 4 塑性 + 沿晶 超临界水 2000 μg·kg － 1溶氧 172 349 37. 4 45. 1 塑性 + 沿晶 表 4 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在 550 ℃环境下的试验参数与主要结果 Table 4 Test parameters and main results of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel in 550 ℃ environments 试验环境 试验条件 屈服强度， Ｒe /MPa 抗拉强度， Ｒm /MPa 断后伸长率， A /% 应力腐蚀开裂 倾向，T /% 断裂特征 惰性气体 Ar 107 359 37. 9 — 塑性 超临界水 氩气除氧 104 354 36. 4 4. 0 塑性 + 沿晶 超临界水 200 μg·kg － 1溶氧 106 344 35. 3 6. 9 塑性 + 沿晶 超临界水 2000 μg·kg － 1溶氧 104 325 27. 4 27. 7 塑性 + 沿晶 表 5 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢在 650 ℃环境下的试验参数与主要结果 Table 5 Test parameters and key results of 06Cr17Ni12Mo2Ti stainless steel in 650 ℃ environments 试验环境 试验条件 屈服强度， Ｒe /MPa 抗拉强度， Ｒm /MPa 断后伸长率， A /% 应力腐蚀开裂 倾向，T /% 断裂特征 惰性气体 Ar 110 209 30. 4 — 塑性 超临界水 氩气除氧 99 198 28. 2 7. 2 塑性 超临界水 200 μg·kg － 1溶氧 95 199 29. 7 2. 3 塑性 超临界水 2000 μg·kg － 1溶氧 98 192 28. 1 7. 6 塑性 06Cr17Ni12Mo2Ti 不锈钢发生氧化现象． 氧化的产生 改变了随后发生的塑性变形和微观裂纹的开裂，促进 额外裂纹的萌生与成长． 一旦裂纹出现在试样表面， 在这些裂纹中形成的氧化物在裂纹尖端产生额外的应 力，促使裂纹扩展，如图 10 所示． 在 550 ℃超临界水中，试样试验后的断口形貌、标 距段形貌与 450 ℃相似． 由此可知，在 450 ℃和 550 ℃ 时，溶解氧主要影响着试样表面的裂纹萌生与扩展，随 · 9541 ·