由于管线管用超级13Cr钢的耐蚀性、焊接施工性和生命周期成本的优越性使其需求量不断增加，但在2000年前后发现这种钢在使用温度附近的高温下焊接热影响区（HAZ）存在着应力腐蚀开裂敏感性的问题。

　　开裂以管子内面HAZ形成的高温氧化皮下面生成的晶界Cr缺乏区为起源。可以认为这种Cr缺乏会使Cr的选择氧化和晶界中Cr的扩散重叠。虽然焊接施工时会形成氧化皮，但Cr会被氧化皮包裹，并在表面形成脱Cr层。尤其是，在原始奥氏体晶界中，由于Cr的扩散快，因此它容易成为开裂的起源。另一方面，当实施PWHT时，利用Cr的扩散，可以对表面晶界附近形成的Cr缺乏层进行弥补，消除Cr缺乏区域。由此可知，PWHT可以消灭开裂的产生源。对这一机理进行整理后，在采用机械方式清除焊接表层部氧化皮的4点弯曲应力腐蚀开裂试验中没有观察到IGSCC。

　　关于开裂的扩展路径，新日铁公司对高温HAZ区的两种现象产生机理进行了研究。它是根据有无添加Ti进行整理的。

　　首先，可以推测在没有添加Ti的超级13Cr钢中，焊接时在原始奥氏体晶界中会形成Cr缺乏区。该Cr缺乏区受到高温热循环后，固溶的C在后续的焊接热循环中会以碳化物的形式在原始奥氏体晶界中析出，并在晶界的析出物附近形成Cr缺乏区，从而使IGSCC敏感性增大。为证明这种现象，有的研究论文指出，减少材料中的C量和添加Ti，可以降低IGSCC敏感性。

　　另一方面，关于添加Ti的超级13Cr钢，虽然没有发现碳化物的析出，但与没有添加Ti的超级13Cr钢相比，由于开裂的形态也不同，因此可以认为焊接后晶界偏析的游离P会降低IGSCC敏感性。即，PWHT可以促进Mo向原始奥氏体晶界的扩散，形成P含量高的莱维氏相或其它Mo富化相。增加原始晶界中的Mo可以提高耐蚀性，但游离的P会被莱维氏相包裹。由此可以恢复耐蚀性。

　　根据以上结果可知，施工后采取适当的焊后热处理（PWHT），可以减小开裂的发生，缩小开裂的扩展路径，同时降低开裂发生的敏感性。

责任编辑：李玲珊

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