1 、化學(xué)元素對(duì)硫化氫應(yīng)力腐蝕的影響
Mn: Mn 促進(jìn)有害元素 P、S、Sn、Sb 等向晶界偏析, 偏析在晶界的 P、Sn、Sb 等和 H 能發(fā)生交互作用,從而使晶界鍵合力大幅度下降, 容易引起氫致沿晶斷裂。降低 Mn 含量可提高抗 H2S 性能。
P、S: P 和 S 是雜質(zhì)元素。為提高韌性和耐蝕性要盡量降低其含量。但又不能不考慮煉鋼的成本, 可是為了得到更好的抗 H2S 應(yīng)力腐蝕性能, 其含量最好為P<0.010%、S<0.005%。
Cr: Cr 對(duì)于減慢 CO2- H2S- Cl-環(huán)境中的腐蝕速度極為有利; 另一方面它的彌散碳化物也是氫的強(qiáng)陷阱, 所以 Cr 的含量要足夠。
Mo: 是最有效的抗 H2S 元素, 它可和 S 一起形成彌散的析出物, 從而使固溶 S 降低, 另方面彌散的Mo2C 是氫的強(qiáng)陷阱, 從而使可擴(kuò)散富積的氫量大大降低。Mo 也可阻礙 P 偏析。
C: 對(duì)抗 H2S 影響不大, 碳量主要考慮強(qiáng)度和韌性的搭配來(lái)確定。
2、組織對(duì)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的影響
經(jīng)研究表明, 均勻一致的回火馬氏體組織和適當(dāng)?shù)偷那?qiáng)度對(duì)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕有利。
熱處理?xiàng)l件 | 高溫調(diào)質(zhì) | 正火回火 | 淬火 | 淬火 |
金相組織 | 均勻回火馬氏體 | 珠光體 | 馬氏體 | 貝氏體 |
抗H2S性能 | 良好 | 較好 | 不好 | 不好 |
3、強(qiáng)度對(duì)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的影響
通過(guò)大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度對(duì)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的影響。σS≤700 MPa時(shí) σS 增加, 抗硫化氫應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值 σC 增加。但是,當(dāng) σS>700 MPa 時(shí)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值 σC 急劇下降。實(shí)際使用中表現(xiàn)為: 當(dāng)材料的屈服強(qiáng)度低于應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值時(shí), 不發(fā)生應(yīng)力腐蝕; 屈服強(qiáng)度高于應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值時(shí), 材料會(huì)在遠(yuǎn)低于材料屈服強(qiáng)度的條件下發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。提高抗硫化氫性能, 技術(shù)上有效的措施是盡量減少或控制好生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
4、應(yīng)力腐蝕斷口