【案例】304不銹鋼管開裂分析
我公司受客戶委托收到山東聊城某企業生產的304不銹鋼管材經過使用一段時間就會出現腐蝕開裂現象。我公司仁成金屬實驗分析部門截取了一段樣品進行了研究分析。
1. 不銹鋼管直徑Φ10mm,壁厚0.5mm,裂紋出現在鋼管一側,裂紋部位出現黑色腐蝕物體,取樣放在25倍體視鏡清除腐蝕物可以看到白色腐蝕物分布狀況,開裂出現比較窄很細很直,周邊有腐蝕物。
(a)裂紋不銹鋼管.(b).腐蝕物.(C)縱伸裂紋
1.1 304不銹鋼化學成份表
表一304不銹鋼管化學成份
C | Si | Mn | P | S | Cr | |
標準值 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 18.0~20.0 |
不銹鋼管 | 0.07 | 0.57 | 1.16 | 0.037 | 0.002 | 18.02 |
1.2金相分析
取鋼管裂紋處觀察,鋼管晶粒比較均勻有少許晶間碳化物,鋼管裂紋是從表面形成逐步向內延伸及周邊擴散形成樹枝狀,樹枝狀裂紋是不銹鋼管在氯離子環境下應力開裂的特征。
圖2裂紋入口處為腐蝕點呈半圓,向里面延伸腐蝕呈變細現象。
(a)基體組織,(b)裂紋處,(c)穿晶裂紋,(d)樹枝裂紋
圖2 裂紋形貌
1.2 不銹鋼斷口分析
利用電鏡掃描不銹鋼管裂紋處觀察,開口脆性特征,無塑性變形,個別地方腐蝕較重呈泥狀花樣。
(a)鋼管裂紋,(b)腐蝕區域形貌
圖3 鋼管表面形貌
將裂紋拋切開,用電鏡掃描,裂口呈扇形有少數韌性斷裂韌窩現象,出現鋼管外壁向內壁延伸,局部出現冰糖狀結構和二次開裂,端口開裂處有腐蝕物和鋼管開裂表面有氯元素。
圖4 裂紋端口形貌