一个 应力腐蚀开裂 典型实例

知识储备：

1. 加工硬化

经冷塑性变形后，金属的强度、硬度显著提高而塑性、韧性下降，也就是常称的加工硬化或形变强化。加工硬化会引起残余应力，容易引起裂纹。

见此前文章《压力容器用钢的加工硬化、应变时效》。

不管是从韧性还是金相组织看，在硬度高的材料中裂纹都是容易扩展的。

见此前文章《压力容器什么情况下需要硬度检测？》

应力腐蚀，在拉应力（工作应力+残余应力）和特定腐蚀环境（材质、介质）共同作用下引起的破裂。典型的如，氯离子环境中的奥氏体不锈钢。

见之前的文章《应力腐蚀及晶间腐蚀》，《cl离子对奥氏体不锈钢的腐蚀》。

实例引自文献：邱元莅, 何媛媛, 孟凡昊. 再沸器不锈钢封头裂纹原因分析[J]. 石油和化工设备, 2019, 22(9).作者为特种设备检验人员，文章介绍了一不锈钢封头转角过渡区出现裂纹的实例，并介绍了其成因。

一材质为不锈钢0Cr18Ni9（相当于S30408）的封头，因检修人员误用含Cl-含量在40mg/L左右的水（事后测定）对其进行清洗，导致封头以下部位出现裂纹：从封头直边段开始，有密集的裂纹沿封头径向向封头中心延伸，小R过渡区尤为严重，裂纹粗细不一，均伴有分支（二次裂纹），但靠近封头中心区域没有出现裂纹。

出现裂纹的封头采用的是冷冲压成型，成型过程中不可避免会产生一定的残余应力和冷作硬化现象，而直边段和小R过渡区形变最大、受力最复杂。金相检验表明，该区域的铁素体含量远高于筒体和封头中心区域，这是因为加工硬化形成了诱导马氏体组织。实测表明，该封头直边段及小R过渡区硬度值远高于标准值，最高值达到383HB，几乎为标准值的2倍。

综上，该封头过渡区域出现裂纹的原因在于，其同时具备了应力腐蚀的三个主要条件：残余应力，cl-环境+奥氏体不锈钢。