Improvement of Stress Corrosion Cracking Resistance of Type 304 Stainless Steel by Precipitation of Soluble Carbide

可溶性碳化物沉淀提高304不锈钢的抗应力腐蚀开裂性能

基本信息

批准号：
19J11684
负责人：
徳田慎平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11684/
关键词：
ステンレス鋼応力腐食割れ孔食硫化物系介在物鋭敏化

项目摘要

ステンレス鋼は、建材・産業用機器などの様々な用途に使用される重要な耐食材料である。しかし、塩化物環境では腐食が生じる場合があり、特にステンレス鋼の熱影響部では鋭敏化が生じ、応力腐食割れや孔食などの感受性が増大することが知られている。なかでも孔食は、あな状の溶解、ピットを伴う腐食現象であり、孔食起点はMnSなどの硫化物系介在物であることが多く、応力下では、孔食発生が促進されるという場合がある。そのため、塩化物環境における硫化物系介在物を起点とする負荷応力下での鋭敏化ステンレス鋼の耐孔食性向上は非常に重要な研究課題である。本研究では、負荷応力下においても孔食起点になりにくい硫化物系介在物の探索を行い、孔食を起点とする応力腐食割れが生じにくいステンレス鋼の開発を目指す。昨年度までには、応力による孔食発生促進機構の解明および応力腐食割れの成長初期過程の挙動解析および負荷応力下においても耐孔食性に優れた硫化物系介在物の指針の導出を行った。応力による孔食発生促進機構に関して、負荷応力下での鋭敏化ステンレス鋼における孔食発生促進とMnS介在物の溶解との関係を明らかにした。負荷応力下ではMnS介在物の溶解量が増加することで、負荷応力下でMnS介在物を起点とする孔食の発生が促進されたと結論付けられる。介在物溶解加速の要因として、硫化物系介在物の表面に形成される酸化皮膜の水溶液中での熱力学的な安定性が低いことが考えられた。この結果より、負荷応力下で孔食発生が促進されにくい介在物の方針が示唆され、クロム硫化物やチタン炭硫化物が有力な候補として考えられた。これらの介在物を含むステンレス鋼を実際に作製し、負荷応力下での耐孔食性を評価したところ、負荷応力下においても耐孔食性が低下しにくく、MnS介在物に比べて優れた耐孔食性を示すことを見出した。

不锈钢是一种重要的耐腐蚀材料，用于各种应用，例如建筑材料和工业设备。然而，腐蚀可能在氯化物环境中发生，尤其是，不锈钢的热影响部分将变得敏感，从而增加了应力腐蚀裂纹和粘结腐蚀的敏感性。其中，点腐蚀是一种腐蚀现象，涉及垃圾和点蚀的溶解，而点蚀腐蚀的起源通常是基于硫化物的夹杂物，例如MNS，例如MN，并且在压力下，可以促进点腐蚀产生。因此，在氯化物环境中基于硫化物的夹杂物开始的载荷应力下，提高敏化不锈钢的耐腐蚀性是一个非常重要的研究主题。在这项研究中，我们将搜索基于硫化物的夹杂物，这些夹杂物即使在负载应力下也不太可能成为蚀的起点，并旨在开发不太可能引起应力腐蚀破裂的不锈钢，从蚀腐蚀开始。直到去年，我们已经阐明了促进压力引起的蚀腐蚀的机制，分析了应力腐蚀开裂的初始生长过程的行为，并为硫化物夹杂物的基于硫化物的夹杂物提供了极好的固定性指南，即使在负载应力下也是如此。关于促进由应激引起的蚀腐蚀的机制，在载荷应力下促进腐蚀产生的蚀腐蚀产生与MN夹杂物的溶解之间的关系。可以得出的结论是，在负载应力下，MN夹杂物的溶解量增加，这促进了从负载应力下MN夹杂物开始的点蚀腐蚀的产生。据认为，溶解的加速度是在水溶液中基于硫化物的纳入表面形成的氧化物膜的低热力学稳定性。这些结果表明，对夹杂物的政策不太可能在负荷应力下促进蚀腐蚀，硫化铬和碳硫硫化钛被认为是潜在的候选者。当实际制造了含有这些夹杂物的不锈钢并评估载荷应力下的蚀耐腐蚀性时，发现即使在负载应力下，几乎也几乎没有降低耐腐蚀性，并且与MNS夹杂物相比表现出优异的粘力耐药性。