夯实钢管混凝土桩环境中X60管线钢的腐蚀行为研究

研究了X60管线钢在含水土壤和NS4溶液中的应力腐蚀行为。结果表明,在含水土壤中,当应变速率小于或者等于0.67×10~(-7)s~(-1)时,管线钢的应力腐蚀敏感性分别为27.9和25.7;在NS4溶液中,应变速率大于或者等于1.33×10~(-5)s~(-1)时不会发生应力腐蚀。恒载荷应力腐蚀断口形貌与慢应变应力腐蚀断口形貌类似,都具有准解理区和细小二次裂纹形态。     

夯实钢管混凝土桩环境中X60管线钢的腐蚀行为研究

研究了X60管线钢在含水土壤和NS4溶液中的应力腐蚀行为。结果表明,在含水土壤中,当应变速率小于或者等于0.67×10~(-7)s~(-1)时,管线钢的应力腐蚀敏感性分别为27.9和25.7;在NS4溶液中,应变速率大于或者等于1.33×10~(-5)s~(-1)时不会发生应力腐蚀。恒载荷应力腐蚀断口形貌与慢应变应力腐蚀断口形貌类似,都具有准解理区和细小二次裂纹形态。     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

应变速率对TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中应力腐蚀行为的影响

通过电化学测试、慢应变速率拉伸试验(SSRT)并结合扫描电镜(SEM)分析了TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,揭示了应变速率(3.3×10~(-6) s~(-1)~10.0×10~(-6) s~(-1))对合金SCC行为的影响。结果表明:合金在模拟海水中具有应力腐蚀开裂敏感性;当应变速率为5.0×10~(-6) s~(-1)时,合金在模拟海水中的断口中心区域形貌以细小扁平韧窝为主,塑形变形不充分,呈现出脆性特征,表现出最高的应力腐蚀敏感性。当应变速率大于6.6×10~(-6) s~(-1)时,合金的断口由小而浅的韧窝向大而深的韧窝过渡,由此说明,高应变速率下,拉应力作用使试样迅速断裂,合金应力腐蚀敏感性较小,断口处有明显韧窝,表现出典型的韧性断裂特征。     

AZ91D镁合金在两种盐溶液和空气中的一般腐蚀和应力腐蚀

分别在pH值为6的0．60mol/L NaCl,0．60mol/L NaNO_3溶液和空气介质中对AZ91D压铸镁合金进行了一般腐蚀和慢应变速率试验。结果表明：该合金发生的一般腐蚀或应力腐蚀都具有明显的离子选择性,在含Cl~-的溶液中一般腐蚀较严重,在含NO_3~-的溶液中应力腐蚀更为明显。该合金在实验室空气介质中不易发生应力腐蚀。应变速率是该合金发生应力腐蚀的又一重要参数,当应变速率低于8．33×10~(-5)s~(-1)时,该合金在两种溶液中均发生应力腐蚀,在4．17×10~(-5)s~(-1)的应变速率下,应力腐蚀最为严重,应力腐蚀是阳极溶解和氢致开裂共同作用的结果。     

饱和H_2S环境下慢应变速率对2205双相不锈钢应力腐蚀性能的影响

为了提高2205双相不锈钢在高含H_2S油气田场中的应用,研究了在饱和H_2S环境下不同应变速率对2205双相不锈钢应力腐蚀行为的影响。结果表明:在最敏感的应变速率10~(-5)~10~(-7)s~(-1)范围内,2205双相不锈钢在10~(-5)s~(-1)应变速率下应力腐蚀敏感性系数小于25%,说明材料处于安全区,没有发生应力腐蚀;在10~(-6)~10~(-7)s~(-1)应变速率范围内,应力腐蚀敏感性系数大于25%,说明材料处于危险区,有发生应力腐蚀的可能性。经SEM对慢应变速率拉伸断口形貌分析看出,即使在10~(-6)~10~(-7)s~(-1)危险区域,材料表现为脆性和韧性断裂的混合开裂方式,说明2205双相不锈钢在饱和H_2S环境下有较好的抗应力腐蚀性能。     

7003-T5铝合金TIG焊接接头组织与性能研究

通过慢应变速率拉伸试验,常温拉伸以及显微硬度试验,扫描电镜观察等对7003-T5铝合金TIG焊接的母材和焊缝的抗应力腐蚀性能、力学性能以及微观组织进行对比研究。结果表明:当慢应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,基材的应力腐蚀因子为2.73%,焊接样为9.89%,焊缝的应力腐蚀较基材敏感。焊接件样品的拉伸强度、伸长率、硬度、导电率均出现了下降,焊接样品慢应变速率腐蚀拉伸断口存在花泥状腐蚀产物。焊接接头剥落腐蚀测试评级为PA级。     

Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头显微组织与应力腐蚀行为研究

通过金相显微镜观察和慢应变速率拉伸(SSRT)试验研究Al-Zn-Mg合金搅拌摩擦焊接头的显微组织及在不同环境中的应力腐蚀行为,运用应力腐蚀指数评价材料的应力腐蚀敏感性。结果表明,接头焊核区为细小的等轴再结晶晶粒,靠近前进侧的焊核区晶粒大小不均,呈羽毛状分层结构。当应变速率为10~(-6)s~(-1)时,FSW接头较母材应力腐蚀敏感性大,接头薄弱位置在靠近前进侧的焊核区。在3.5%NaCl溶液中,母材及FSW接头断裂形式均呈沿晶脆性断裂。     

石油化工钢制压力容器的应力腐蚀行为研究

以石油化工304L不锈钢压力容器为研究对象,采用慢应变速率试验方法,研究了不同温度和腐蚀介质浓度下的应力腐蚀变化规律和断口特征。结果表明,当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,随着温度的升高和NaOH浓度的增加,304L不锈钢压力容器的应力腐蚀敏感性增加;随着温度的升高,压力容器的腐蚀倾向越大,断裂特征已经逐渐从韧性断裂转为脆性断裂,尤其是当温度为280℃时已经发生了较为显著的应力腐蚀;随着腐蚀介质浓度的增加,压力容器断裂的时间不断缩短。     

应变速率对充氢SA508-III钢氢脆敏感性的影响

采用高温高压气相热充氢方法将氢充入SA508-III钢,通过比较不同应变速率充氢钢的拉伸变形行为,考察氢对SA508-III钢氢脆敏感性的影响。结果表明,随应变速率降低,钢的屈服强度增加幅度减小,而钢的氢脆敏感性增强。钢的氢脆主要取决于氢与位错的相互作用,当应变速率高于5.21×10~(-3)s~(-1)时,柯氏氢气团的迁移速率跟不上位错的滑移速率,氢对位错源开动的阻碍作用增强,因而屈服强度增加幅度加大。当应变速率低于5.21×10~(-3)s~(-1)时,柯氏氢气团随可动位错一同运动,此时氢对位错源开动阻碍作用减弱,因而屈服强度增加幅度减小,但位错可将氢传递到碳化物与基体界面处,造成局部氢浓度升高,形成氢致裂纹,裂纹扩展进入铁素体基体内形成准解理断裂,故SA508-III钢的氢脆敏感性增加。保持SA508-III钢低氢脆敏感性的最大应变速率为5.21×10~(-3)s~(-1)。     

M1600钢的动态力学性能

利用分离式Hopkinson杆对一种新型高强度马氏体M1600钢进行了动态拉伸力学性能测试,对M1600钢的应变速率敏感性、动态断裂方式及吸能特点进行了研究,研究结果表明:M1600钢具有一定的应变速率敏感性,且应变速率敏感性随应变速率的增加而逐渐增强。M1600钢的断裂机理会随应变速率的增加发生变化,并影响M1600钢的塑性。当应变速率为3000 s~(-1)时,M1600钢的伸长率最高,为20.5%。在准静态3000~4500 s~(-1)范围内,M1600钢形变吸收的能量随应变速率的提高先增加后减少,应变速率为3000 s~(-1)时,M1600钢吸收能量最多,为321.3 J/cm~3。     

低温ECAP制备1050铝合金试样的高温拉伸性能

通过拉伸试验、显微组织观察等手段,研究了初始应变速率和变形温度对低温等径角挤压(ECAP)制备的1050铝合金拉伸性能及晶粒大小的影响。结果表明,随初始应变速率的增加,流动应力不断增加;随着变形温度的升高,流动应力不断减小。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1)、变形温度为400℃时,合金具有最大的伸长率90.4%。当变形温度为400℃,初始应变速率大于或小于5×10~(-4)s~(-1)时,合金的伸长率均逐渐降低。当初始应变速率为5×10~(-4)s~(-1),变形温度大于或小于400℃时,合金的伸长率均逐渐降低。随初始应变速率的降低和变形温度的增加,合金的晶粒尺寸增大明显。     

应变速率及环境介质对Zn-Cu-Ti合金应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)等方法研究了挤压态Zn-1.0Cu-0.2Ti(wt%)合金在空气、自来水及3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为及应变速率对合金SCC行为的影响。结果表明,应变速率为1×10-6s-1时,合金的SCC敏感性最大;在1×10-6s-1的应变速率下,合金在自来水与3.5%NaCl溶液中的SCC敏感性比空气中弱。     

电化学充氢条件下TWIP钢应力腐蚀敏感性的研究

通过慢应变速率拉伸和观察断口形貌等方法,研究了TWIP钢在电化学充氢条件下的应力腐蚀敏感性.结果表明,在电化学充氢条件下,TWIP钢具有应力腐蚀敏感性.恒定应变速率6.67×10-6 s-1时,具有单向奥氏体结构的TWIP钢有较小的应力腐蚀敏感性,具有形变孪晶的TWIP钢有较高的应力腐蚀敏感性.这是因为孪晶的形成导致氢在局部浓度更高,因而促进了局部塑性变形,降低了内氢压,导致TWIP钢的应力腐蚀敏感性上升.     

力学因素对Welten60管线钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率实验,低频小振幅加载实验,研究了力学因素的变化对Welten 60钢在80℃的0.5mol/L Na_2CO_3和1mol/L NaHCO_3溶液介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。实验结果表明:Welten 60钢在该溶液中为沿晶型的SCC;用小锥度拉伸试样获得的应力腐蚀开裂门槛值σ_(th)与应变速率ε和加载频率f有关,σ_(th)随ε和f的减小而降低;用板状单边缺口试样测得的SCC裂纹扩展速率(平台期)da/dt约为3.5×10~(-6)mm/s,应力腐蚀开裂临界应力强度因子K_(ISCC)约为32MPam~(1/2)。     

铁素体/马氏体钢P92的正常和反常锯齿流变行为

对经过正火和回火处理的P92钢在573~623 K的温度区间和5×10~(-5)~1×10~(-3)s~(-1)的应变速率范围内进行了拉伸试验,研究了温度和应变速率对铁素体/马氏体钢P92锯齿流变的影响。结果表明:在应变速率为5×10~(-5)~1×10~(-3)s~(-1)及温度为573~623 K这两个区间内进行拉伸试验,P92钢产生锯齿流变时的临界应变均表现出正常和反常的行为。经计算,正常锯齿流变激活能为134 k J/mol。结合透射电镜观察结果,表明铬原子等置换原子可能是产生锯齿流变的原因,而反常行为则可能是由于位错对析出相产生切割作用引起。     

纳米单晶γ-TiAl合金应变速率效应分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟不同应变速率下纳米单晶γ-TiAl合金中裂纹的扩展,利用速度加载方式对预置裂纹的单晶γ-TiAl合金进行动态单向拉伸,模拟过程中施加应变速率为5.0×10~7～7.5×10~9 s~(-1)。结果表明:不同的应变速率范围下裂纹的扩展形式差异很大。在不敏感区(ε≤4×10~8s~(-1)),裂纹呈解理扩展;在敏感区(4.0×10~8s~(-1)ε≤1.0×10~9s~(-1)),前期呈现解理扩展特征,后期裂纹扩展通过裂尖发射滑移位错,位错塞积萌生空洞,空洞形核长大形成子裂纹,ε≤5.0×10~8s~(-1)时,子裂纹发生偏向,与主裂纹呈45°方向串接,5.0×10~8s~(-1)ε≤1.0×10~9s~(-1)时,子裂纹与主裂纹同向串接,最终导致裂纹扩展直至断裂;在突变区(ε≥1.0×10~9s~(-1)),因应变强化作用使裂纹不在应力最大时刻启裂,出现裂纹扩展后应力持续增加一段时间后减小的现象,高应变速率导致裂尖前端多处区域的原子结构局部非晶化,最终在原子结构混乱处萌生微裂纹,微裂纹扩展导致"试件"多处开裂。     

16Mn(HIC)钢在硫化氢环境中的应力腐蚀开裂行为

用慢应变速率拉伸实验及U形弯试样浸泡实验研究了16Mn钢和16Mn(HIC)钢的基体及焊缝材料在酸性H2S溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:在实验条件下上述材料均具有明显的SCC敏感性,其裂纹是氢致开裂引起的穿晶型应力腐蚀开裂;16Mn(HIC)钢抗SCC的性能优于16Mn钢,但16Mn(HIC)不具有明显的耐SCC的性能;两种材料焊缝的SCC敏感性明显大于母材,热处理能够改善焊缝抗应力腐蚀开裂的性能.     

碱性环境下应变速率对建筑用管线钢腐蚀行为的影响

研究了碱性环境下应变速率对建筑用管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,该钢的断裂强度随着应变速率的增加,呈现先升高后降低的趋势。断面收缩率越大,SCC(应力腐蚀裂纹)敏感性越差。在库尔勒模拟溶液中,钢SCC敏感性极强的应变速率范围是5.0×10-7⁵.0×10-6s-1。     

外加电位对X90钢及其焊缝在近中性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验、动电位极化技术和SEM观察等方法,研究了X90钢基体和焊缝在近中性土壤模拟溶液中不同阴极保护电位下的应力腐蚀行为。结果表明,X90管线钢及其焊缝组织在近中性土壤模拟溶液中均具有一定的应力腐蚀敏感性,裂纹扩展为穿晶腐蚀裂纹;应力腐蚀开裂(SCC)的裂纹萌生与扩展与外加保护电位有关。在开路电位(OCP)~-1000 m V的电位范围内,X90钢的SCC机制均为阳极溶解(AD)+氢脆(HE)的混合机制;在OCP下,由于AD作用较强,SCC敏感性较明显;在-800 m V下,由于AD和HE作用均较弱,导致SCC敏感性最低;而在-900 m V时,由于HE作用明显增强,具有最高的SCC敏感性;在相同电位条件下,焊缝的SCC敏感性高于母材。