薄壁不锈钢管的腐蚀疲劳

在许多工业应用中，薄壁不锈钢管可以提供令人满意的耐腐蚀性。根据使用经验，除机械失效外，腐蚀主要表现为：腐蚀疲劳、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。这些腐蚀引起的失效案例几乎占失效案例的一半。接下来，我们就来了解下薄壁不锈钢管的腐蚀疲劳。

1. 现象和识别

在介质与交变应力共同作用下所引起的破坏称为腐蚀疲劳。由于精密不锈钢钢管多在腐蚀环境中使用，因此在交变应力作用下，所产生的破坏多为腐蚀疲劳。与一般机械疲劳相比，腐蚀疲劳表面上常见明显的腐蚀和点蚀。腐蚀疲劳既可以是仅有一条裂纹，也可以有多条裂纹并存，这与腐蚀疲劳既可以在一点又可以在多处生核并扩展有关。

腐蚀疲劳裂纹宏观常见切向何正向扩展并多呈锯齿状和台阶状；微观上裂纹一般没有分支且裂纹尖端较钝。除腐蚀和裂纹外，腐蚀疲劳最重要的特点是断口上有一般机械疲劳的各种特征。例如，宏观断口较平整，呈瓷状或贝壳状，有疲劳弧线，疲劳台阶，疲劳源等;微观断口则有疲劳条纹等。

然而，薄壁不锈钢管在任何腐蚀介质中均可产生腐蚀疲劳，而没有介质的选择。

　　为了验证是否是腐蚀疲劳，还可根据提高钢的强度和耐蚀性或排除腐蚀介质的作用后，是否仍出现破坏来断定。如果由于钢强度提高，不锈钢疲劳断裂消失或寿命延长，则可断定原断裂为机械疲劳；如果提高了钢的耐蚀性或排除了腐蚀介质的作用后，钢管的疲劳断裂消失或寿命延长，则可断定原断裂为腐蚀疲劳。另外，可以根据断口特征准确的把应力腐蚀与腐蚀疲劳区别开来。

　　2. 机理

　　目前，不锈钢薄壁管腐蚀疲劳的机理主要有以下几种模型。

　　(1)点蚀应力集中模型：认为点蚀坑底部的应力集中是引起裂纹成核的主要原因;

　　(2)形变金属优先溶解模型：认为形变金属为阳极，未变形金属为阴极，从而导致形变部分的优先溶解;

　　(3)表面膜破裂模型：认为在交变应力作用下，金属滑移带穿透表面膜，形成无保护膜的台阶，从而使其处于活化态而溶解，引起裂纹成核。滑移溶解反复作用而形成腐蚀疲劳;

　　(4)吸附模型：认为腐蚀介质中的活化物质吸附到金属表面上，使表面能降低，改变了材料的力学性能，从而使不锈钢焊管表面滑移带的产生和裂纹的扩展更易进行。

　　3. 材料选择

　　选择耐蚀性更好的不锈钢和具有复相结构的双相不锈钢，是解决腐蚀疲劳的主要措施。

由于薄壁不锈钢管的腐蚀疲劳多以点蚀为起源，因此，为了防止腐蚀疲劳可选择耐点蚀好的钢种。例如，含Cr，Mo较高的马氏体，Cr-Ni奥氏体和铁素体等。

由于一些双相不锈钢不仅Cr，Mo较高，且多含有N，因此耐点蚀性能好。同时，由于其组织具有复相结构，不仅显著提高钢的腐蚀疲劳强度，而且疲劳裂纹的扩展也较单相组织结构困难。所以，选用双相不锈钢是解决不锈钢制品管腐蚀疲劳破坏的重要途径。

以上就是薄壁不锈钢管腐蚀疲劳的内容了。腐蚀疲劳会降低金属疲劳性能，而使管材腐蚀开裂的机理是点蚀应力集中、形变金属优先溶解、表面膜破裂、腐蚀介质中的活化物质吸附到不锈钢管表面上。因此，防止薄壁不锈钢管腐蚀疲劳可以选择耐点蚀好的钢种和复相结构的双相不锈钢。