由于管線管用超級13Cr鋼的耐蝕性、焊接施工性和生命周期成本的優越性使其需求量不斷增加，但在2000年前后發現這種鋼在使用溫度附近的高溫下焊接熱影響區（HAZ）存在著應力腐蝕開裂敏感性的問題。

　　開裂以管子內面HAZ形成的高溫氧化皮下面生成的晶界Cr缺乏區為起源。可以認為這種Cr缺乏會使Cr的選擇氧化和晶界中Cr的擴散重疊。雖然焊接施工時會形成氧化皮，但Cr會被氧化皮包裹，并在表面形成脫Cr層。尤其是，在原始奧氏體晶界中，由于Cr的擴散快，因此它容易成為開裂的起源。另一方面，當實施PWHT時，利用Cr的擴散，可以對表面晶界附近形成的Cr缺乏層進行彌補，消除Cr缺乏區域。由此可知，PWHT可以消滅開裂的產生源。對這一機理進行整理后，在采用機械方式清除焊接表層部氧化皮的4點彎曲應力腐蝕開裂試驗中沒有觀察到IGSCC。

　　關于開裂的擴展路徑，新日鐵公司對高溫HAZ區的兩種現象產生機理進行了研究。它是根據有無添加Ti進行整理的。

　　首先，可以推測在沒有添加Ti的超級13Cr鋼中，焊接時在原始奧氏體晶界中會形成Cr缺乏區。該Cr缺乏區受到高溫熱循環后，固溶的C在后續的焊接熱循環中會以碳化物的形式在原始奧氏體晶界中析出，并在晶界的析出物附近形成Cr缺乏區，從而使IGSCC敏感性增大。為證明這種現象，有的研究論文指出，減少材料中的C量和添加Ti，可以降低IGSCC敏感性。

　　另一方面，關于添加Ti的超級13Cr鋼，雖然沒有發現碳化物的析出，但與沒有添加Ti的超級13Cr鋼相比，由于開裂的形態也不同，因此可以認為焊接后晶界偏析的游離P會降低IGSCC敏感性。即，PWHT可以促進Mo向原始奧氏體晶界的擴散，形成P含量高的萊維氏相或其它Mo富化相。增加原始晶界中的Mo可以提高耐蝕性，但游離的P會被萊維氏相包裹。由此可以恢復耐蝕性。

　　根據以上結果可知，施工后采取適當的焊后熱處理（PWHT），可以減小開裂的發生，縮小開裂的擴展路徑，同時降低開裂發生的敏感性。

責任編輯：李玲珊

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