مشخصه یابی ریزساختاری نوک ترک SCC و لایه اکسیدی فولاد SUS 316 در آب ورودی شبیه سازی PWR در ۳۲۰C

Microstructural Characterization of SCC Crack Tip and Oxide Film for SUS 316 Stainless Steel in Simulated PWR Primary Water at 320C

چکیده 

مطالعات اخیر در رابطه با رفتار ترک خوردگی تنشی (SCC) فولادهای زنگ نزن آستنیتی در آب هیدروژنه در دمای بالا نشان می‌دهد که پتانسیل پایین (SCC (LPSCC می‌تواند در فولاد SUS 316 کار سرد شده (پس از ۳۱۶SS) رخ دهد. در این مطالعه، لایه های اکسیدی و نوک ترک های روی ۳۱۶SS کار سرد شده که در معرض آب هیدروژنه دما بالا قرار گرفته است، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (ATEM)، پراش پرتو ایکس گریزینگ (GIXRD) و میکروسکوپ الکترونی اوژه (AES) مورد بررسی قرار گرفتند تا رفتار خوردگی و SCC این فیلم ها و نوک ترک ها مطالعه شود.

برای لایه اکسیدی پس از آزمون کششی با نرخ کشش ثابت (CERT)، یک ساختار دو لایه شناسایی شد. لایه بیرونی متشکل از ذرات درشت (۰.۲–۳ μm) Fe3O4 و لایه درونی عمدتاً متشکل از ذرات ریز (۱۰nm FeCr2O4 ) بود. علاوه بر این، غنی شدن نیکل در فصل مشترک فلز/اکسید رخ داد. همچنین ذرات Fe3O4 در دیواره‌ی ترک ها نیز مشاهده شدند. این نتایج نشان می‌دهد که واکنش های الکتروشیمیایی مشابهی در درون و بیرون ترک رخ داده است. ناحیه نوک ترک با محصولات خوردگی اکسید غنی از کروم پر شده بود. علاوه بر این، غنی شدن نیکل در نوک ترک مشاهده شد. تشکیل فاز غنی از نیکل نشان می‌دهد که یک واکنش انحلال انتخابی از آهن و کروم در جلوی ترک LPSCC رخ داده است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این متن می توانید وجه آن را پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Recent studies on stress corrosion cracking (SCC) behaviors of austenitic stainless steels in hydrogenated high temperature water show that low potential SCC (LPSCC) can occur on cold-worked SUS 316 stainless steel (hereinafter, 316SS). In this study, oxide films and crack tips on cold-worked 316SS exposed to hydrogenated high-temperature water were characterized using analytical transmission electron microscopy (ATEM), grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD) and Auger electron spectroscopy (AES) in order to study the corrosion and SCC behaviors of these films and crack tips.

A double layer structure was identified for the oxide film after a constant extension rate tensile (CERT) test. The outer layer was composed of large particles (0.2–۳mm) of Fe3O4 and the inner layer consisted mainly of fine particles (10nm) of FeCr2O4. In addition, nickel enrichment was identified at the metal/oxide interface. Particles of Fe3O4 were also identified on the crack walls. These results indicate that the same electrochemical reactions had occurred inside and outside the crack. The crack tip area was filled with corrosion products of a chromium-rich oxide. In addition, nickel enrichment was observed at the crack tip. The formation of the nickel-enriched phase indicates that a selective dissolution reaction of iron and chromium occurred at the front of the LPSCC crack.

جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این متن اینجا کلیک کنید .