第37卷第11期 2016年11月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37No.11 November2016
长期服役对316L不锈钢日AZ组织及性能的影响
邸新杰，王玉玮，郑礼刚，张再国，蔡林，钟振堂
（1.天津大学材料科学与工程学院，天津300072； 2.中冶天工（天津）装备制造有限公司，天津300480
摘要：采用金相分析的方法，对服役15年后发生应力腐蚀失效的箱式储罐用316L不锈钢焊接接头热影响区（heat-affected zone，HAZ)组织进行观察分析.探讨了HAZ富Cr相的析出行为及其对耐蚀性的影响，并对服役前后的焊接接头HAZ进行了应力腐蚀敏感性对比试验.结果表明.经长期服役的316L不锈钢HAZ内析出相主要是富 Cr碳化物和α相，平均腐蚀54h后HAZ出现应力腐蚀裂纹；未经服役的焊接接头试样腐蚀200h后未发生应力腐蚀开裂；表明HAZ内富Cr碳化物及相在焊接过程中形核，服役期间在残余应力等因素的促进下持续长大，焊接接头应力腐蚀敏感性显著增加
关键词：316L不锈钢；长期服役；富Cr碳化物；相；应力腐蚀
中图分类号：TG142.71 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2016)11007504
对罐体封头连接接头HAZ进行显微组织分析，并对其中的析出相进行研究.通过应力腐蚀试验，比较
316L不锈钢以其良好的耐腐蚀性和焊接性在化工、核电、海洋装备等领域得到了广泛的应用，但其焊接接头的热影响区（HAZ)部位往往是腐蚀失效的敏感区域，耐蚀性的降低通常与组织内部产生析出相,引起合金成分的偏析有关.Lai等人对 316不锈钢的时效析出行为进行研究时发现，退火态的316不锈钢板材随时效温度及时间的增加，在奥民体晶界、晶内以及-8界面等位置会先后析出 Mz,C。，n，o等第二相组织.Sahlaoui等人(3]发现，在高温时效过程中，316L不锈钢的析出相主要是富 Cr碳化物及相：其中，相对材料的性能有较大的影响，尤其是会极大地降低材料的耐蚀性，因此0 相的析出行为得到了广泛的研究4]，目前，大多数学者主要是通过低速率拉伸测试和电化学动电位再活化法等方法来模拟材料实际服役情况，对奥氏体不锈钢焊接接头的耐蚀性进行研究[3,6]，但少有文献涉及经过长期实际服役之后的不锈钢焊接接头的组织和性能所发生的变化，
文中对在海洋环境中服役15年后，工作温度在 150~200℃之间的316L不锈钢箱式储罐HAZ组织和性能进行研究：经渗透探伤（PT）检测发现，在箱式储罐的封头与罐体连接环焊缝接头的封头侧的 HAZ存在裂纹，其它部位均未检测到有裂纹存在，
收稿日期：万方数据5
服役前后316L焊接接头的应力腐蚀敏感性 1试验方法
试验所用材料取自服役15年后的316L（022Cr17Ni12Mo2）奥氏体不锈钢储罐（图1），筒体板厚5mm，封头板厚7mm，其化学成分（质量分数.%）为C0.022,Cr16.5Ni13.4,Mo2.15,Mn 1.72,Si0.35.Fe为余量.为研究HAZ组织及性能在服役期间所发生的变化，取未经服役的316L不锈钢储罐封头环焊缝接头HAZ试样，对比分析HAZ 组织及性能的差异
10 mm
应力胸蚀裂纹
封头纵焊缝
封头环焊缝
图1热影响区应力腐蚀裂纹（SCC）
Fig. 1Stress corrosion cracking( SCC)in HAZ