Page 77 - 国外钢铁技术信息内参（2024年5月）

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对疲劳裂纹的产生造成的影响很小，但一旦裂纹产生，裂纹尖端附近的高应力

引起的马氏体转变会增加氢脆和裂纹快速扩展的敏感性。因此，镍当量较低的

材料更容易在加工过程中形成马氏体，在高压氢气环境下更容易缩短疲劳寿命。

即使是组织相对稳定的SUS316L，在氢气中的裂纹扩展速度也高于空气中的速
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度，这表明裂纹尖端附近的局部应变增加促进了马氏体转变。 ᇏݓࣁඋ࿐߶

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图 4 高压氢气中与大气中的疲劳试验结果对比

如上所述，即使在高压氢中，奥氏体不锈钢的氢适用性判断标准在SSRT试
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验中获得的材料特性也保持不变。原则上，SSRT试验遵循ASTMG142 标准，但
KHKS0220 规定了独立条件，如表 2 所示。尤其奥氏体不锈钢的试验结果对温

度非常敏感，因此需要在最低设计金属温度下进行试验。

评估标准依据断面收缩率或伸长率指标进行判断，镍当量被用作满足氢适

用性的标准参数。另一方面，马氏体转变更有可能发生在较低的温度下，因此
在低温和高温下适用的镍当量极限存在差异。图 5 为通过断面收缩率评估温度

和氢压对SUS316 和SUS316L适用镍当量极限的影响。常温条件下只要镍当量高
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于 26.3%（镍当量=12.6×C+0.35×Si+1.05×Mn+Ni+0.65×Cr+0.98×Mo）的材

料均可选用，但在容易发生马氏体转变的低温条件下，该值将增大，在低于－

10℃的条件下，需要采用镍当量高于 28.5%的材料。

我们观察到，相比于室温，低温下疲劳试验的疲劳极限更高，可以在室温

条件下试验进行氢气适用性评价。另外我们认为，现在正在使用的SUS316L钢

拥有与大气中相同的氢气中的疲劳极限。
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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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