КОРРОЗИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ АУСТЕНИТНЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ ( статья)
Нейтронное облучение заметно снижает стойкость к коррозионному растрескиванию аустенитных хромоникелевых сталей и сплавов [1, 2]. Это особенно проявляется в кипящем 42 %-м водном
растворе MgCl2. При этом следует отметить, что увеличение в материале содержания никеля при соответствующем "оптимальном" легировании [1, 3] значительно повышает его сопротивляемость коррозионному растрескиванию. Так, сквозное разрушение (образцы толщиной 1,5 мм) на облученных образцах из стали Х16Н15М3Б отмечено через 10…20 ч, из стали Х20Н19М4Б – через 100…125 ч, из сплава Х20Н32М3Б – через 300…400 ч, сплава Х20Н40М5Б – через 700…800 ч, из сплавов типа Х20Н45М4Б – через 1400…1800 ч испытания (tобл =300 °C, E≥1 МэB, nvt=8,1×1019 нейтр/см2).Металлографическое исследование микроструктуры показало, что разрушение как исходных, так и облученных нейтронами образцов имеет только транскристаллитный характер. Снижение стойкости к коррозионному растрескиванию после нейтронного облучения для рассматриваемых сталей и сплавов отмечается и в менее концентрированных по содержанию ионов хлора коррозионных средах [3]. Так, в среде из 25 % NaCl + 0,5 К2Cr2O7 (tисп =107 °С) отмечено аналогичное снижение стойкости против коррозионного растрескивания всех исследованных сталей и сплавов (nvt ≈ 1×1020 нейтр/см2, tобл =300 °С, Е ≥1 МэВ), кроме сплавов типа Х20Н45М4Б (при длительности испытания 4500…4700 ч разрушения облученных образцов не было обнаружено). Однако при этом время до разрушения в данной коррозионной среде значительно больше, чем в 42 %-м растворе MgCl2. Разрушение образцов в этой среде также
имело транскристаллитный характер [3]. Автоклавные испытания аустенитных хромоникелевых сталей и сплавов (tисп = 300…350 °С), проведенные в более слабоконцентрированной по содержанию ионов хлора водной среде (~1,8 г/кг ClЇ), также выявили снижение стойкости против коррозионного растрескивания всех анализируемых материалов. Следует указать еще и на то, что стойкость к коррозионному растрескиванию исследуемых материалов в указанной среде существенно снижается с увеличением повреждающей дозы нейтронов. Так,транскристаллитное разрушение стали Х16Н15М3Б,облученной общим флюенсом около 3·1020 нейтр/см2
(tобл =300 °С), отмечено через 1100 ч испытания. Для высоконикелевых сплавов в близких условиях эксперимента коррозионного растрескивания обнаружено не было. Облучение флюенсом 1·1021 нейтр/см2 (tобл = 300 °С) привело к коррозионному транскристаллитному разрушению стали Х16Н15М3Б уже через 380…530 ч, транскристаллитное разрушение сплава Х20Н45М4Б выявилось через 1520 ч испытания, т.е. значительно позже.Увеличение же напряжений в тех же условиях испытания (σ < обл 0.2 s , e = 1,5–2 %) приводило не только к уменьшению времени до разрушения как стали Х16Н15М3Б (290…390 ч), так и сплава Х20Н45М4Б (810…850 ч), но и к появлению вместо транскристаллитного интеркристаллитного вида коррозионного разрушения (таблица). Этот переход (температура испытания 300…350єС) при наличии пластической деформации связан, по-видимому, с тем, что в условиях эксперимента уже ощутимо будут протекать процессы релаксации заданных высоких напряжений и преимущественное развитие этих процессов будет происходить по границам зерен. Приграничные объемы металла при этом становятся "анодными" по отношению к телу зерен и, следовательно, являются очагами ускоренного межзеренного разрушения при контакте с агрессивной средой [3, 4].