i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ THANH NGA
NGHIÊN CỨU ĂN MÒN ỨNG LỰC THÉP KHÔNG GỈ
MÁC 304 VÀ 316 TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN
NHIỆT ĐỚI VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội – 2022
ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ THANH NGA
NGHIÊN CỨU ĂN MÒN ỨNG LỰC THÉP KHÔNG GỈ
MÁC 304 VÀ 316 TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN
NHIỆT ĐỚI VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kim loại học
Mã số: 9.44.01.29
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên
Hà Nội – 2022
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không trùng lặp với bất
kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực, chưa
từng được công bố trên bất kỳ tạp chí nào khác đến thời điểm này ngoài những công
trình của tác giả.
Hà Nội, ngày ….. tháng …… năm 2022.
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Thanh Nga
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS. TS. Lê Thị Hồng Liên và GS.TS. Tadashi
Shinohara đã tận tình hướng dẫn, định hướng nghiên cứu và tạo mọi điều kiện để tôi
hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin cảm ơn chương trình hợp tác đào tạo NCS giữa Viện Khoa học vật liệu và
Viện Khoa học vật liệu quốc gia Nhật Bản (NIMS) đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi thực
hiện các nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Corrosion Group của GS. TS. Tadashi
Shinohara tại NIMS.
Tập đoàn thép Nhật Bản (JFE) đã cung cấp thép không gỉ 304 và 316 để tôi tiến
hành thử nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ quý giá này
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp trong Trung tâm đánh giá
hư hỏng vật liệu (COMFA), Viện khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi thực hiện các nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp tại nhóm nghiên cứu Corrosion Group của GS.
TS. Tadashi Shinohara tại NIMS đã hỗ trợ tôi thực hiện các nghiên cứu trên các thiết
bị tiên tiến của nhóm và của Viện NIMS.
Tôi cũng xin cảm ơn Viện Khoa học vật liệu, Học viện Khoa học và Công nghệ đã
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt công việc của mình.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè
và người thân trong gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận án.
Tác giả
Nguyễn Thị Thanh Nga
iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 6
1.1.
Ăn mòn ứng lực .................................................................................................... 6
1.1.1. Định nghĩa về ăn mòn ứng lực và điều kiện để ăn mòn ứng lực xảy ra............... 6
1.1.2. Cơ chế ăn mòn ứng lực ........................................................................................ 8
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới ăn mòn ứng lực ......................................................... 12
1.1.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ ion clorua đối với ăn mòn ứng lực ...........12
1.1.3.2. Ảnh hưởng của ứng suất kéo tới ăn mòn ứng lực thép không gỉ ........................13
1.2.
Ăn mòn ứng lực trong điều kiện khí quyển ....................................................... 14
1.2.1.
Cơ chế và quá trình ăn mòn ứng lực trong môi trường khí quyển ......................15
1.2.2.
Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn ứng lực trong khí quyển...............................17
1.2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm .......................................................................17
1.2.2.2. Ảnh hưởng của lượng ion clorua sa lắng trên bề mặt ..........................................21
1.2.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện gia công.......................................................................23
1.3.
Các phương pháp nghiên cứu ăn mòn ứng lực .................................................. 28
1.4.
Tình hình nghiên cứu ăn mòn ứng lực và ăn mòn ứng lực trong khí quyển tự
nhiên ở Việt Nam .......................................................................................................... 28
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 30
2.1.
Vật liệu và mẫu nghiên cứu................................................................................ 30
2.1.1.
Vật liệu nghiên cứu ...............................................................................................30
2.1.2.
Phương pháp chuẩn bị ..........................................................................................30
2.1.3.
Chuẩn bị mẫu nghiên cứu .....................................................................................31
2.2.
Thử nghiệm gia tốc ............................................................................................ 34
2.3.
Thử nghiệm tự nhiên .......................................................................................... 35
iv
2.3.1.
Thử nghiệm bán gia tốc trong khí quyển tự nhiên Hà Nội..................................35
2.3.2.
Thử nghiệm trong môi trường khí quyển tự nhiên tại Hà Nội, Đồ Sơn và Đồng
Hới........ ..............................................................................................................................36
2.4.
Đánh giá hiện trạng ăn mòn ứng lực .................................................................. 36
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 40
3.1.
Kết quả thử nghiệm gia tốc - Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường đến độ
nhạy ăn mòn ứng lực của thép ...................................................................................... 40
3.1.1. Thép 304 ...................................................................................................................40
3.1.1.1. Trong môi trường NaCl: .......................................................................................41
3.1.1.2. Trong môi trường MgCl2:.....................................................................................42
3.1.2.
Thép 316 ...............................................................................................................42
3.1.2.1. Trong môi trường NaCl: .......................................................................................44
3.1.2.2. Trong môi trường MgCl2:.....................................................................................45
3.2.
3.2.1.
Ảnh hưởng của điều kiện xử lý mẫu .................................................................. 49
Mẫu thép cán nguội thương mại và nhạy hóa ......................................................49
3.2.1.1. Thép 304 ...............................................................................................................49
3.2.1.2. Thép 316 ...............................................................................................................53
3.2.2.
Mẫu thép cán nguội thương mại và mẫu thép xử lý nhiệt tạo dung dịch rắn đồng
nhất......................................................................................................................................57
3.3.
Ảnh hưởng của ứng suất..................................................................................... 61
3.3.1.
Thép 304 ...............................................................................................................61
3.3.2.
Thép 316 ...............................................................................................................63
3.4.
Kết quả thử nghiệm tự nhiên: Thử nghiệm bán gia tốc trong môi trường khí
quyển Hà Nội - Ảnh hưởng của các điều kiện nhiệt ẩm khí quyển đến độ nhạy và sự
phát triển ăn mòn ứng lực của thép 304 và 316 ............................................................ 65
3.4.1.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm không khí đến độ nhạy ăn mòn ứng lực thép
không gỉ ..............................................................................................................................66
v
3.4.2.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm không khí đến tốc độ phát triển vết nứt do ăn
mòn ứng lực của thép 304 và thép 316 ..............................................................................70
3.4.3.
3.5.
Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến tốc độ phát triển vết nứt .......................80
Kết quả thử nghiệm tự nhiên các mẫu thép không nhỏ muối tại Đồ Sơn, Đồng
Hới và Hà Nội ............................................................................................................... 85
3.5.1.
Ảnh hưởng của các diều kiện môi trường tới độ nhạy SCC của thép .................87
3.5.2.
Tốc độ phát triển vết nứt do ăn mòn ứng lực của thép không gỉ.........................90
3.6.
Cơ chế lan truyền vết nứt ................................................................................... 96
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 100
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ ĐIỂM MỚI ................................................................... 102
Ý NGHĨA THỰC TIỄN .............................................................................................. 102
DỰ KIẾN NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ..................................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 103
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ................................................... 114
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
và ký hiệu
AISCC
GCN
Tên tiếng Anh
Atmospheric
Induced
Tên tiếng Việt
Stress Nứt do ăn mòn ứng lực trong
Corrosion Cracking
khí quyển
Cold work; As-received
Cán nguội thương mại
Lnứt
Chiều dài vết nứt (mm)
Mẫu U
U-bend sample
Mẫu uốn chữ U
Mẫu C
C-ring sample
Mẫu uốn chữ C
Mẫu P
Plate sample
Mẫu phẳng
NH
Sensitized
Nhạy hóa
RH
Relative Humidity
Độ ẩm tương đối
SCC
Stress Corrosion Cracking
Nứt do ăn mòn ứng lực
T
Temperature
Nhiệt độ
TOW
Time Of Wetness
Thời gian lưu ẩm
Trạm HN
Trạm Hà Nội
Trạm ĐS
Trạm Đồ Sơn
Trạm ĐH
Trạm Đồng Hới
Thời kỳ T5
Thời kỳ T6
Thời kỳ T7
Thời kỳ phơi mẫu bắt đầu vào
đầu tháng 5/2020
Thời kỳ phơi mẫu bắt đầu vào
đầu tháng 6/2020
Thời kỳ phơi mẫu bắt đầu vào
đầu tháng 7/2020
vii
Thời kỳ phơi mẫu bắt đầu vào
Thời kỳ T8
đầu tháng 8/2020
Nhiệt độ không khí trung bình
TTB
(oC)
Độ ẩm tương đối trung bình (%)
RHTB
Thời gian ướt trung bình ngày
tư
(giờ/ngày)
Thời gian khô trung bình ngày
tk
(giờ/ngày)
Tỷ lệ thời gian khô/thời gian
k/ư
ướt trung bình ngày
Tốc độ phát triển vết nứt
Vnứt
XLN
(mm/ngày)
Solution heat treatment
Xử lý nhiệt tạo dung dịch rắn
đồng nhất
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Điều kiện xảy ra ăn mòn SCC .......................................................................... 6
Hình 1.2. Hình ảnh vết nứt do ăn mòn ứng lực theo (a) biên hạt và (b) xuyên hạt của thép
không gỉ 304................................................................................................................................. 8
Hình 1.3. Các giai đoạn xuất hiện và phát triển ăn mòn ứng lực theo các yếu tố điện
hóa và cơ học…………………………………………………………………………... 9
Hình 1.4. Quá trình SCC của vật liệu ............................................................................. 9
Hình 1.5. Sự hình thành vết nứt từ các lỗ/khe ăn mòn dẫn đến SCC ............................ 10
Hình 1.6. Sơ đồ tiêu biểu cho mô hình lan truyền vết nứt theo cơ chế vỡ màng ............ 11
Hình 1.7. Mô hình “đường hầm ăn mòn”, a) Sự xuất hiện vết nứt do sự hình thành các
đường hầm ăn mòn tại các mặt trượt gây biến dạng dẻo và gẫy; b) Cơ chế đường hầm
của SCC và sự hình thành các mặt có rãnh khía ........................................................... 11
Hình 1.8. Ion Cl- sa lắng tại các vị trí khuyết tật dẫn đến SCC .................................... 15
Hình 1.9. Quá trình ăn mòn ứng lực thép trong môi trường khí quyển ........................ 16
Hình 1.10. Độ ẩm gây chảy rữa các muối NaCl, MgCl2, và CaCl2 ở các nhiệt độ thử
nghiệm khác nhau ......................................................................................................... 17
Hình 1.11. Mẫu thép 304 sau 400 giờ thử nghiệm tại 80oC, độ ẩm 40%, lượng ion Clsa lắng 400µg/cm2 - vết nứt do SCC phát triển theo biên hạt . ...................................... 20
Hình 1.12. Vết nứt SCC thép 304 tại 35oC sau 1 và 4 tháng thử nghiệm: (a và b) mẫu
nhạy hóa, (c và d) mẫu cán nguội thương mại . ............................................................. 23
Hình 1.13. Quá trình cán nguội của vật liệu .................................................................. 23
Hình 1.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tốc độ phát triển viết nứt của thép 316 cán
nguội 10, 15 và 20% ...................................................................................................... 24
Hình 1.15. Ảnh hưởng của ứng suất kéo tới khả năng xuất hiện SCC thép 304 ........... 25
Hình 1.16. Khả năng hòa tan của các bon trong thép không gỉ 18/8 ASS .................... 26
Hình 1.17. Sự hình thành của các bít crôm trên biên hạt thép không gỉ ........................ 27
Hình 1.18. Vết nứt do ăn mòn ứng lực thép 304 tại 45oC sau 1 tháng thử nghiệm: (a)
mẫu thép cán nguội thương mại, (b) mẫu thép nhạy hóa ............................................... 28
ix
Hình 2.1.Tổ chức tế vi của mẫu thép cán nguội thương mại 304 (a) và, 316 (b); nhạy
hóa 304 (c) và 316 (d), xử lý nhiệt tạo dung dịch rắn đồng nhất thép 304 (e) .............. 31
Hình 2.2. Bề mặt mẫu thép trước thử nghiệm ................................................................ 32
Hình 2.3: Mẫu phẳng...................................................................................................... 32
Hình 2.4. Mẫu uốn chữ U .............................................................................................. 32
Hình 2.5. Mẫu uốn chữ C .............................................................................................. 33
Hình 2.6. Các mẫu thử nghiệm được nhỏ các giọt dung dịch muối ........................... 34
Hình 2.7. Tủ nhiệt ẩm SH-222 và hệ mẫu đặt trong tủ thử nghiệm ........................ 35
Hình 2.8. Kính hiển vi soi nổi ........................................................................................ 39
Hình 2.9. Kính hiển vi kim tương .................................................................................. 39
Hình 2.10. Kính hiển vi điện tử quét JEOL-JSM 649.................................................... 39
Hình 3.1. Hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U trong môi trường
NaCl (a) và MgCl2 (b), thử nghiệm 720 giờ ở các T, RH khác nhau ............................ 40
Hình 3.2. Hình ảnh đại diện thể hiện hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn
chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ: Không ăn mòn (a), Ăn mòn lỗ (b), SCC xuất
hiện (c), SCC lan truyền (d), Gãy mẫu (e). .................................................................... 41
Hình 3.3. Hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U trong môi trường
NaCl (a) và MgCl2 (b), thử nghiệm 720 giờ ở các T, RH khác nhau ............................ 43
Hình 3.4. Hình ảnh đại diện thể hiện hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn
chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ: Không ăn mòn (a), Ăn mòn lỗ (b), SCC xuất
hiện (c), SCC lan truyền (d), Gãy mẫu (e). .................................................................... 44
Hình 3.5. Số lượng mẫu 304 và 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối NaCl bị SCC phụ
thuộc T, RH .................................................................................................................... 46
Hình 3.6. Số lượng mẫu 304 và 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối MgCl2 bị SCC phụ
thuộc T, RH .................................................................................................................... 46
Hình 3.7. Quá trình SCC xuất phát từ ăn mòn lỗ của thép không gỉ do ion Cl- ............ 47
Hình 3.8. Độ nhạy ăn mòn lỗ phụ thuộc lượng ion Cl- và nhiệt độ (tại pH = 7, đồ thị sẽ
dịch chuyển về bên phải khi pH tăng)............................................................................ 48
Hình 3. 9. So sánh khả năng nhạy SCC của một số thép không gỉ ............................... 49
x
Hình 3.10. Hiện trạng ăn mòn mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ U trong
môi trường NaCl (a) và MgCl2 (b), sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ ở các T, RH khác
nhau ................................................................................................................................ 50
Hình 3.11. Hình ảnh đại diện thể hiện hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 304 cán nguội
thương mại uốn chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ: Không ăn mòn (a), Ăn mòn lỗ
(b), SCC xuất hiện (c), SCC lan truyền (d), Gãy mẫu (e). ............................................. 51
Hình 3.12. Số lượng mẫu thép 304 cán nguội thương mại và nhạy hóa uốn chữ U trong
môi trường NaCl và MgCl2 bị SCC phụ thuộc T ........................................................... 53
Hình 3.13. Hình ảnh đại diện thể hiện bề mặt các mẫu thép 304 cán nguội thương mại
(a) và nhạy hóa (b) uốn chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ ..................................... 53
Hình 3.14. Hiện trạng ăn mòn mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ U trong
môi trường NaCl (a) và MgCl2 (b), sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ ở các T, RH khác
nhau ................................................................................................................................ 54
Hình 3.15. Hình ảnh đại diện thể hiện hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 316 cán nguội
thương mại uốn chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ: Không ăn mòn (a), Ăn mòn lỗ
(b), SCC xuất hiện (c), SCC lan truyền (d). ................................................................... 55
Hình 3.16. Số lượng mẫu thép 316 cán nguội thương mại và nhạy hóa uốn chữ U bị
SCC trong môi trường NaCl và MgCl2 .......................................................................... 56
Hình 3.17. Hình ảnh đại diện thể hiện hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 316 cán nguội
thương mại (a) và nhạy hóa (b) uốn chữ U sau thử nghiệm gia tốc 720 giờ ................. 57
Hình 3.18. Hiện trạng ăn mòn mẫu thép 304 cán nguội thương mại (a) và xử lý nhiệt
tạo dung dịch rắn đồng nhất (b) uốn chữ C nhỏ muối NaCl thử nghiệm ở các T, RH
khác nhau........................................................................................................................ 58
Hình 3.19. Hiện trạng ăn mòn mẫu thép 304 cán nguội thương mại (a) và xử lý nhiệt
tạo dung dịch rắn đồng nhất (b) uốn chữ C nhỏ muối MgCl2 thử nghiệm ở các T, RH
khác nhau........................................................................................................................ 58
Hình 3.20. Số lượng mẫu thép 304 cán nguội thương mại và xử lý nhiệt tạo dung dịch
rắn đồng nhất uốn chữ C nhỏ muối NaCl và MgCl2 bị SCC thử nghiệm ở các T và RH
khác nhau........................................................................................................................ 60
xi
Hình 3.21. So sánh hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ
U, chữ C và mẫu P nhỏ muối MgCl2 thử nghiệm ở các T, RH khác nhau .................... 62
Hình 3.22. So sánh số lượng mẫu bị SCC của các mẫu thép 304 cán nguội thương mại
uốn chữ U, chữ C và mẫu P nhỏ muối MgCl2 ở các T, RH khác nhau .......................... 63
Hình 3.23. So sánh hiện trạng ăn mòn các mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ
U và mẫu P thử nghiệm gia tốc nhiệt ẩm với muối MgCl2 ............................................ 63
Hình 3.24. So sánh số lượng mẫu bị SCC của mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U và mẫu P, nhỏ muối MgCl2 ở các T, RH khác nhau ........................................... 64
Hình 3.25. So sánh thời gian xuất hiện vết nứt của các mẫu thép 304 và 316 nhạy hóa
nhỏ muối NaCl và MgCl2 bão hòa phụ thuộc vào k/ư ................................................... 68
Hình 3.26. So sánh thời gian xuất hiện vết nứt của các mẫu thép 304 và 316 cán nguội
thương mại nhỏ muối NaCl và MgCl2 bão hòa phụ thuộc vào k/ư ................................... 69
Hình 3.27. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối NaCl phụ thuộc vào thời gian ướt trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 ......... 73
Hình 3.28. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối MgCl2 phụ thuộc vào thời gian ướt trong các thời kỳ thử nghiệm T5, T6. .......... 73
Hình 3.29. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối NaCl phụ thuộc vào thời gian ướt trong các thời kỳ thử nghiệm T5, T6. ............ 73
Hình 3.30.Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối MgCl2 phụ thuộc vào thời gian ướt trong các thời kỳ thử nghiệm T5, T6. .......... 73
Hình 3.31. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối NaCl phụ thuộc vào tư của các thời kỳ thử nghiệm T5,T6. ................ 76
Hình 3.32. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối MgCl2 phụ thuộc vào tư của các thời kỳ thử nghiệm T5,T6. .............. 76
Hình 3.33. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối NaCl phụ thuộc vào tư của các thời kỳ thử nghiệm T5,T6. ................ 76
Hình 3.34. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối MgCl2 phụ thuộc vào tư của các thời kỳ thử nghiệm T5,T6. .............. 76
xii
Hình 3.35. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
NaCl trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 ................................................................ 78
Hình 3.36. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
MgCl2 trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 .............................................................. 78
Hình 3.37. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
NaCl trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 ................................................................ 79
Hình 3.38. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
MgCl2 trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 .............................................................. 79
Hình 3.39. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ
U nhỏ muối NaCl trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 ............................................ 79
Hình 3.40. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ
U nhỏ muối MgCl2 trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 .......................................... 79
Hình 3.41. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ
U nhỏ muối NaCl trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 ............................................ 80
Hình 3.42. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ
U nhỏ muối MgCl2 trong các thời kỳ thử nghiệm T5 và T6 .......................................... 80
Hình 3.43. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối NaCl phụ thuộc vào nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6 .................................... 80
Hình 3.44. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối MgCl2 phụ thuộc nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6 ......................................... 81
Hình 3.45. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối NaCl phụ thuộc vào nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6 .................................... 81
Hình 3.46. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ
muối MgCl2 phụ thuộc nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6 ......................................... 82
Hình 3.47. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối NaCl phụ thuộc vào nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6................... 82
Hình 3.48. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối MgCl2 phụ thuộc nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6 ....................... 83
xiii
Hình 3.49. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối NaCl phụ thuộc vào nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6................... 83
Hình 3.50. Tốc độ phát triển vết nứt của các mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối MgCl2 phụ thuộc nhiệt độ trong các thời kỳ T5 và T6. ...................... 84
Hình 3.51. Ảnh hưởng của lượng ion clorua tới thời gian xuất hiện SCC đối với mẫu
thép 304 nhạy hóa uốn chữ U thử nghiệm tại các trạm ................................................. 88
Hình 3.52. Ảnh hưởng của lượng ion clorua tới thời gian xuất hiện SCC mẫu thép 316
nhạy hóa uốn chữ U thử nghiệm tại các trạm ................................................................ 89
Hình 3.53. Quan hệ giữa thời gian xuất hiện SCC của thép 304 phụ thuôc lượng ion
clorua sa lắng.................................................................................................................. 89
Hình 3.54. Quan hệ giữa thời gian xuất hiện SCC của thép 316 phụ thuôc lượng ion
clorua sa lắng.................................................................................................................. 90
Hình 3.55.Tốc độ phát triển vết nứt trên thép 304 nhạy hóa uốn chữ U phụ thuộc lượng
ion Cl- sa lắng tại các trạm ở các thời điểm 15, 30 và 60 ngày nứt. .............................. 93
Hình 3.56. Tốc độ phát triển vết nứt thép 316 nhạy hóa uốn chữ U phụ thuộc lượng ion
clorua sa lắng tại các trạm ở các thời điểm 15, 30 và 60 ngày nứt. ............................... 93
Hình 3. 57. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 nhạy hóa uốn chữ U phụ thuộc thời
gian ướt trung bình ngày ................................................................................................ 94
Hình 3.58. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 316 nhạy hóa uốn chữ U phụ thuộc thời
gian ướt trung bình ngày ................................................................................................ 94
Hình 3.59. Hình ảnh vết nứt phát triển trên bề mặt thép 304 nhạy hóa uốn chữ U sau
khi kết thúc thử nghiệm thời kỳ T5 tại các trạm ............................................................ 95
Hình 3.60. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U sau khi kết
thúc thử nghiệm thời kỳ T6 tại các trạm ........................................................................ 95
Hình 3.61. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U sau khi kết
thúc thử nghiệm thời kỳ T5 tại các trạm ........................................................................ 95
Hình 3.62. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U sau khi kết
thúc thử nghiệm thời kỳ T6 tại các trạm ........................................................................ 96
xiv
Hình 3.63. Vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối MgCl2 bão
hòa thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60%........................................................................... 97
Hình 3.64.Vết nứt tại vị trí bẻ mẫu và mặt gãy SCC của mẫu thép 304 nhạy hóa uốn
chữ U nhỏ muối MgCl2 bão hòa thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60% ............................. 97
Hình 3.65. Hình ảnh vết nứt trên bề mặt mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
MgCl2 bão hòa thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60% ........................................................ 98
Hình 3.66. Hình ảnh vết nứt tại mặt cắt ngang của mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U
nhỏ muối MgCl2 bão hòa thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60% ........................................ 98
Hình 3.67. Vị trí phân tích và phổ phân tích EDS thành phần hoá học sản phẩm ăn mòn
trên mặt gẫy của mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối MgCl2 bão hòa bị SCC
thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60% ................................................................................. 99
xv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Các hệ SCC thường gặp .................................................................................. 7
Bảng 1.2. SCC thép không gỉ trong dung dịch có chứa ion clorua ................................. 8
Bảng 1.3. Nhiệt độ tới hạn gây SCC thép không gỉ ..................................................... 12
Bảng 1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm tới SCC thép 304 và 316 ....................... 18
Bảng 1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với ăn mòn ứng lực thép không gỉ 304, lượng
ion clorua 400 mgCl-/m2 ............................................................................................... 19
Bảng 1.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng muối sa lắng đến độ nhạy SCC của thép
304 .................................................................................................................................. 20
Bảng 1.7. Ảnh hưởng của lượng ion Cl- sa lắng và độ ẩm thử nghiệm đến độ nhạy SCC
của thép không gỉ 304 .................................................................................................... 22
Bảng 1.8. Ảnh hưởng của sự nhạy hóa đối với SCC thép 304 (lượng muối sa lắng
10g/m2) ........................................................................................................................... 27
Bảng 2.1. Thành phần hóa học thép không gỉ 304 và 316, % khối lượng ..................... 30
Bảng 2.2. Biến dạng dẻo của mẫu thép 304 uốn chữ C ................................................. 33
Bảng 2.3: Nồng độ của các dung dịch thử nghiệm và lượng ion clorua trên bề mặt
mẫu (mgCl-/m2) ............................................................................................................. 34
Bảng 2.4. Các chế độ nhiệt ẩm nghiên cứu SCC thép 304 và 316 trong tủ thử
nghiệm gia tốc SH-222 Nhật Bản ............................................................................. 35
Bảng 2.5. Hiện trạng ăn mòn các mẫu sau thử nghiệm ................................................. 38
Bảng 3.1. Số lượng mẫu 304 và 316 nhạy hóa uốn chữ U bị SCC trong môi trường
NaCl và MgCl2 phụ thuộc T, RH ................................................................................... 46
Bảng 3. 2. Số lượng mẫu thép 304 cán nguội thương mại và nhạy hóa uốn chữ U bị
SCC trong môi trường NaCl và MgCl2 phụ thuộc nhiệt độ ........................................... 52
Bảng 3.3: Số lượng mẫu thép 316 cán nguội thương mại và nhạy hóa uốn chữ U bị
SCC trong môi trường NaCl và MgCl2 .......................................................................... 56
xvi
Bảng 3.4. Số lượng mẫu thép 304 cán nguội thương mại và xử lý nhiệt tạo dung dịch
rắn đồng nhất uốn chữ C nhỏ muối NaCl và MgCl2 bị SCC thử nghiệm ở các T và RH
khác nhau........................................................................................................................ 59
Bảng 3.5. Số lượng mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ U, uốn chữ C và mẫu
P nhỏ muối MgCl2bị SCC thử nghiệm ở các T, RH khác nhau ..................................... 62
Bảng 3.6. Ký hiệu các mẫu nhỏ muối NaCl và MgCl2 từng thời kỳ thử nghiệm .......... 65
Bảng 3.7. Thời gian xuất hiện vết nứt của mẫu thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
NaCl và MgCl2 bão hòa ................................................................................................. 67
Bảng 3.8. Thời gian xuất hiện vết nứt của mẫu thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
NaCl và MgCl2 bão hòa ................................................................................................. 67
Bảng 3.9. Thời gian xuất hiện vết nứt của mẫu thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ
U nhỏ muối NaCl và MgCl2 bão hòa ............................................................................. 67
Bảng 3.10. Thời gian xuất hiện vết nứt của mẫu thép 316 cán nguội thương mại uốn
chữ U nhỏ muối NaCl và MgCl2 bão hòa ...................................................................... 68
Bảng 3.11. Phương trình thời gian xuất hiện vết nứt của thép 304 và 316 trong môi
trường NaCl và MgCl2 phụ thuộc vào k/ư ..................................................................... 69
Bảng 3.12. Thời gian trung bình xuất hiện vết nứt do ăn mòn ứng lực của các thép 304
và 316 cán nguội thương mại, nhạy hóa nhỏ muối NaCl và MgCl2 .............................. 70
Bảng 3.13. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối NaCl
và các điều kiện môi trường ........................................................................................... 71
Bảng 3.14. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối
MgCl2 và các điều kiện môi trường ............................................................................... 71
Bảng 3.15. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối NaCl
và các điều kiện môi trường ........................................................................................... 72
Bảng 3.16. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 316 nhạy hóa uốn chữ U nhỏ muối MgCl2
và các điều kiện môi trường ........................................................................................... 72
Bảng 3.17. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ U
nhỏ muối NaCl và các điều kiện môi trường ................................................................. 74
xvii
Bảng 3.18. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 cán nguội thương mại uốn chữ U
nhỏ muối MgCl2 và các điều kiện môi trường ............................................................... 74
Bảng 3.19. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ U nhỏ
muối NaCl và các điều kiện môi trường ........................................................................ 75
Bảng 3.20. Tốc độ phát triển vết nứt của thép 316 cán nguội thương mại uốn chữ U nhỏ
muối MgCl2 và các điều kiện môi trường ...................................................................... 75
Bảng 3.21. Phương trình tốc độ phát triển vết nứt do ăn mòn ứng lực của thép 304 và
316 nhạy hóa uốn chữ U trong môi trường NaCl và MgCl2 .......................................... 77
Bảng 3.22. Phương trình tốc độ phát triển vết nứt do ăn mòn ứng lực của thép 304 và
316 cán nguội thương mại uốn chữ U trong môi trường NaCl và MgCl2 ..................... 77
Bảng 3.23. Phương trình mô tả tốc độ ăn mòn của thép 304 và 316 nhạy hóa uốn chữ U
trong môi trường NaCl và MgCl2 theo nhiệt độ trung bình ........................................... 84
Bảng 3.24. Phương trình mô tả tốc độ ăn mòn của thép 304 và 316 cán nguội thương
mại uốn chữ U trong môi trường NaCl và MgCl2 theo nhiệt độ trung bình .................. 85
Bảng 3.25. Ký hiệu các trạm thử nghiệm và các thời kỳ thử nghiệm ............................ 86
Bảng 3.26. Các điều kiện môi trường trong các thời kỳ thử nghiệm tại các trạm thử
nghiệm Hà Nội, Đồ Sơn và Đồng Hới ........................................................................... 86
Bảng 3.27. Hiện trạng ăn mòn của các mẫu 304 nhạy hóa uốn chữ U tại các trạm thử
nghiệm ............................................................................................................................ 87
Bảng 3.28. Thời gian xuất hiện vết nứt của thép 304 nhạy hóa uốn chữ U tại các trạm
thử nghiệm...................................................................................................................... 87
Bảng 3.29. Thời gian xuất hiện vết nứt của thép 316 nhạy hóa uốn chữ U tại các trạm
thử nghiệm...................................................................................................................... 88
Bảng 3.30. Phương trình mô tả tốc độ ăn mòn của thép 304 và 316 nhạy hóa uốn chữ U
phụ thuộc lượng ion clorua sa lắng trong môi trường khí quyển tự nhiên Hà Nội, Đồ
Sơn, Đồng Hới ............................................................................................................... 90
Bảng 3.31. Tốc độ phát triển vết nứt thép 304 nhạy hóa uốn chữ U và các thông số môi
trường ............................................................................................................................. 91
xviii
Bảng 3.32. Tốc độ phát triển vết nứt thép 316 nhạy hóa uốn chữ U và các thông số môi
trường ............................................................................................................................. 92
Bảng 3.33. Phương trình mô tả tốc độ phát triển vết nứt của thép 304 và 316 nhạy hóa
uốn chữ U phụ thuộc lượng ion clorua sa lắng tại các trạm ở các thời điểm 15, 30 và 60
ngày nứt. ......................................................................................................................... 93
Bảng 3.34. Thành phần hoá học sản phẩm ăn mòn trên mặt gãy của mẫu thép 304 nhạy
hóa uốn chữ U nhỏ muối MgCl2 bão hòa thử nghiệm ở 70oC và độ ẩm 60% ............... 99
- Xem thêm -