作为不锈钢应力腐蚀断裂加速试验液,M.A.Scheil 在1944年发表的沸点为154℃的42%MgCl2试验液的浓度其实并不是42%,因为42%MgCl2溶液的沸点后来被证实是约143℃。为此,高浓度MgCl2溶液试验后来采取154℃或者143℃来进行。在日本,基于学振第97委员会第3分科会的研究结果1975年制定的JIS G0576-1975“不锈钢的42%氯化镁腐蚀试验方法”当中采用了沸点143℃的42%MgCl2溶液。不过最初设计出MgCl2试验的美国ASTM G36采用了沸点155℃的MgCl2溶液。此外,术岛在1960年针对各种浓度的MgCl2溶液,根据对21℃、50℃以及80℃的pH值测定结果外推到沸点,如图7.7所示。根据这一结果,沸点143℃溶液的pH值为0.65,沸点154℃溶液的pH值为0.MgCl,试验液的pH值较低,这一点对于之后进行的测定合金元素对应力腐蚀断裂性的影响的试验结果造成了很大的影响。


图 7.jpg


 如上所述,通过高浓度MgCl2试验液开发出的“耐应力腐蚀断裂”不锈钢,其实际的耐应力腐蚀断裂性并不太好,为此,小若等(1973年)(1976年)及伊东等(1974年)采用各种浓度、温度的MgCl2水溶液来研究应力腐蚀裂纹敏感性。图7.8给出了MgCl2的浓度、温度对于304不锈钢和低磷高硅的耐应力腐蚀断裂钢是否会发生断裂的影响。18Cr-15Ni-2Si钢在最初试验中的45%MgCl2沸腾液中没有发生断裂,但到30%~40%时发生了断裂,尤其是在氧气饱和的35%MgCl2水溶液中非常容易断裂。此外,SUS316在45%MgCl2中和 SUS304不锈钢一样裂纹敏感性比较高,但到120℃以下就不会断裂。


图 8.jpg


 他们(1973年)还在各种浓度的沸腾MgCl2水溶液中施加245 MPa的应力,研究各成分元素对应力腐蚀断裂破裂时间的影响。如图7.9中的SUS304所示,各试验钢都在某一浓度的MgCl2溶液中显示出最小断裂时间。之所以出现最小时间,是由于断裂发生前的时间随温度升高(或者浓度增加)而延长,而另一方面,断裂传时间随温度升高(或者浓度增加)变短的缘故。就合金元素的影响来说:C、Si将表示最小断裂时间的沸点移向低温侧,降低在沸腾42%MgCl2溶液(143℃)中的裂纹敏感性;而Cr、Mo、Cu、N、P却将表示最小断裂时间的沸点移向高温侧,加大在沸腾42%MgC2溶液中的裂纹敏感性,其中钼和铜在低温条件下能够减少裂纹敏感性。此外,即便改变镍含量,表示最小断裂时间的沸点也不会变化,但能够减少整个温度域的裂纹敏感性。伊东等就Si、Mo、Cr、Ni的影响也报告了同样的结果。


图 9.jpg


 小若等(1976年)对80℃下各种浓度的MgCl2溶液中的电位影响进行了研究,认为:SUS316的应力腐蚀断裂发生的临界电位要比SUS304高50mV,而且MgClb2的浓度在断裂发生的最低限度以上时,如图7-10所示:如果电位变高,腐蚀形态就会从应力腐蚀断裂变为点腐蚀,而且应力腐蚀断裂的范围会随着MgC2的浓度增加而扩大。


图 10.jpg


 如上所述,由于MgCl2的浓度、温度对应力腐蚀断裂的影响已经明确,所以1977年以后日本国内几乎不再使用42%以上的高浓度MgCl2溶液来进行试验,如果要使用MgCl溶液进行试验,一般会采用较低的浓度(25%、35%等)或者其他浓度。