氢对321不锈钢焊接热影响区力学性能的影响

利用Gleeble3800热模拟试验机和动态充氢慢应变拉伸试验研究了氢对321不锈钢焊接热影响区力学性能的影响,采用扫描电镜和光学显微镜分析了拉伸试样的断裂特征。结果表明:氢导致321不锈钢慢应变拉伸试样断裂模式发生变化,裂纹启裂于试样表面,断口由脆性断口和韧性断口构成。氢会导致321不锈钢焊接热影响区产生严重的塑性损失。焊接近缝区对氢最为敏感,塑性损失为56.1%,抗拉强度下降约50 MPa。     

微观组织对2205双相不锈钢氢脆敏感性的影响

采用金相显微镜,氢渗透试验和慢应变速率拉伸试验结合扫描电镜研究了微观组织对2205双相不锈钢氢渗透行为及氢脆敏感性的影响。微观组织分析表明,随着固溶处理温度升高,铁素体含量升高,奥氏体含量降低。氢渗透试验结果显示,随着铁素体含量升高,氢在2205双相不锈钢中的扩散系数增大。结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌观察发现,950 ℃固溶处理的2205双相不锈钢的氢脆敏感性较高,呈现脆性断裂;而1050 ℃固溶处理试样中的铁素体和奥氏体含量较均衡,氢脆敏感性较低,呈韧性断裂特征。     

固溶处理和稳定化处理对321不锈钢性能的影响

通过对321奥氏体不锈钢进行固溶处理和稳定化处理,研究了不同处理方法对其性能的影响.结果表明,经过固溶处理后321不锈钢的耐腐蚀性能提高;再经过稳定化处理后耐腐蚀性能更高,且晶粒细小;经过固溶处理、稳定化处理后奥氏体不锈钢的力学性能没有明显变化.     

热冲压钢B1500HS的氢脆现象试验研究

基于电化学充氢原理搭建氢脆试验平台,开展渗氢热冲压钢的慢应变速率拉伸试验,研究热冲压钢B1500HS的氢脆现象。对比分析了含氢热冲压钢与原始热冲压钢的力学性能、断裂形式及断口形貌等差异,并讨论了充氢时间、电流密度参数对热冲压钢氢脆现象的影响。结果表明,热冲压钢充氢后力学性能显著下降,强度最高下降65. 6%,塑性损失达95. 1%;原始热冲压钢拉伸断口成韧窝状,而渗氢热冲压钢断口成准解理状,渗氢后热冲压钢的断裂形式发生了由韧性到脆性断裂的转变;随着充氢时间的增加,热冲压钢的力学性能先降低,随后略有增加;而随着电流密度的增大,热冲压钢的强度和伸长率逐渐降低,在一定时间后趋于稳定。     

17-4PH不锈钢的析氢行为

采用电化学测试的方法评价了两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的阴极极化行为;采用充氢试验研究了两种强度的17-4PH不锈钢在-1.1V(SCE,下同)电位下阴极极化15d后的含氢量;采用慢应变速率试验研究了两种强度17-4PH不锈钢在充氢后的氢脆系数。结果表明:两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的析氢转变电位均在-0.90V左右;低强度不锈钢的氢质量分数约为2.55×10~(-4)%,而高强度不锈钢的氢质量分数则高达6.84×10~(-4)%;试样充氢后,高强度不锈钢的脆性明显增加,而低强度不锈钢的脆性增加不明显,高强度不锈钢的氢脆系数远超过25%,此时材料已存在氢脆危险,而低强度不锈钢的氢脆系数约为18%左右,尚处于氢脆安全区。     

异种高强钢气保焊焊接接头的氢脆敏感性

利用氢渗透试验、电化学测试、慢应变拉伸试验(SSRT)研究了异种高强钢气保焊焊接接头在海水中的氢渗透行为及应力腐蚀敏感性,并结合扫描电镜对断口形貌进行了观察。结果表明:异种钢焊接接头各区域的耐蚀性能和氢渗透特性存在明显差别,A侧热影响区的耐蚀性能最差并有明显的析氢倾向;充氢后焊接接头的腐蚀倾向和析氢倾向加剧,自腐蚀电位发生负移,析氢电位正移;不同阴极极化电位拉伸下,异种钢焊接接头的抗拉强度和规定塑性延伸强度都分别在830 MPa和760 MPa左右,介于基体A和基体B之间,断裂位置均在A侧热影响区,表明A侧热影响区是焊接接头产生氢脆断裂的危险区域,当阴极极化电位负于-950 mV时,焊接接头出现明显的氢脆特征。     

热冲压钢B1500HS在不同应变速率下的氢脆现象研究

通过电化学充氢和不同应变速率拉伸试验,研究应变速率对热冲压钢B1500HS氢脆敏感性的影响。通过微观断口形貌观测,分析不同应变速率下充氢热冲压钢断裂形式的差异,并进一步对其机理进行探究。结果表明,随着应变速率的降低,热冲压钢的强度和塑性损失量逐渐增加,说明慢应变速率下氢脆现象更加明显;慢应变速率下热冲压钢拉伸断口呈准解理状,而快应变速率下则呈现小韧窝状,其断裂形式呈现出由脆性断裂向韧性断裂的转变。分析其原因主要是在慢应变速率下,氢有足够的时间扩散至孔洞、夹杂等缺陷位置,从而促进裂纹的产生和扩展,导致其具有更高的氢脆敏感性。     

加氢装置TP321管道焊接及稳定化热处理技术

汽柴油加氢装置为高温、高压、临氢装置,该装置反应系统工艺管道一般采用经固溶和稳定化处理的TP321奥氏体不锈钢管,本文对TP321管焊接性进行了分析,通过焊接材料选用、严格控制焊接工艺、焊后进行稳定化热处理,提高了TP321管焊接的抗热裂性能和耐晶间腐蚀性能,为以后同类材料的焊接及稳定化热处理提供经验.     

氢对高强度钢缺口拉伸强度的影响

利用慢应变速率拉伸试验方法研究高强度钢SCM435的氢脆敏感性.结果表明,SCM435钢经淬火回火抗拉强度为1450MPa时具有高的氢脆敏感性.经充氢后试样的缺口拉伸强度降低,并且随可扩散氢含量的增加,缺口拉伸强度呈幂函数方式下降.不同应力集中系数试样的试验表明,氢致断裂与局部氢浓度峰值和应力峰值有关.     

7050铝合金在EXCO溶液中的腐蚀与氢脆对拉伸性能的影响

采用金相显微镜、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、定氢仪、透射电镜等研究了7050铝合金在EXCO溶液中的腐蚀与氢脆行为及其对合金拉伸性能的影响。结果表明:随着合金在溶液中浸泡时间的延长,腐蚀特征由点蚀向剥蚀发展,并且有氢脆效应产生。腐蚀和氢脆共同作用大大降低了合金的拉伸性能。通过去除腐蚀层后继续拉伸定量分析了氢脆影响下合金的剩余强度和延伸率,当浸泡时间达64 h时,氢脆使合金的剩余强度和延伸率分别降至68.2%和60.2%。     

氢对2091合金力学性能及断裂行为的影响

用动态充氢慢拉伸试验研究氢对２０９１铝锂合金力学性能的影响,用离子探针、透射电镜和扫描电镜研究合金的微观组织和断裂行为。结果表明,２０９１合金具有明显的氢脆敏感性,氢降低合金原子间结合能。合金氢脆敏感性和断裂特征与微观组织有密切关系。     

时效处理对FV520B马氏体时效钢的氢脆敏感性的影响

通过系列热处理和热充氧实验,采用光学显微镜、SEM和拉伸试验等研究了不同温度时效处理对沉淀硬化马氏体不锈钢FV520B的氢脆敏感性的影响.结果表明:充氢后,FV520B钢表现出良好的抗氧脆件能;450℃低温时效后钢的氢脆敏感件较高,而630℃中温时效后,钢中由于析出较多的逆变奥氏体,阻碍氧扩散和裂纹扩展;充氢后表现出良好的抗氢脆性能.塑性损减率随钢中逆变奥氏体的增加而降低.     

回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸和双电解池氢渗透试验,结合SEM、TEM、EBSD表征手段研究了不同回火温度下DP600钢中显微组织变化对其氢扩散及氢脆敏感性的影响。结果表明,DP600钢的氢脆敏感性和有效氢扩散系数均随回火温度的升高呈下降趋势,这主要与钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱浓度降低以及碳化物/基体界面、大角度晶界等不可逆氢陷阱浓度增加有关。其中弥散分布的碳化物使碳化物/基体界面捕获的氢原子分布均匀,导致试验钢的氢脆敏感指数由44.6%(270 ℃)下降至1.8%(350 ℃)。综合考虑回火温度对试验钢强度和氢脆敏感性的影响,DP600钢的最佳回火温度为330 ℃。     

TP321奥氏体不锈钢无缝钢管垂直挤压工艺研究

利用热模拟试验机GLEEBLE3500对TP321奥氏体不锈钢进行了等温恒应变压缩试验,分析了变形程度、挤压温度对实际晶粒度的影响。在试生产中验证确定了合理的工艺参数,为TP321奥氏体不锈钢无缝钢管垂直挤压工艺的制定提供了技术依据和支持。     

原奥氏体晶粒尺寸对低合金高强度系泊链钢氢脆敏感性的影响

通过预充氢拉伸和动态充氢拉伸两种试验研究3种不同温度淬火然后560 ℃回火试样中原奥氏体晶粒尺寸对一种低合金高强度系泊链钢的氢脆敏感性的影响。结果表明,电流密度＞1.0 mA/cm²时发生氢诱发裂纹而在发生屈服时就脆断,原奥氏体晶粒尺寸对预充氢拉伸与动态充氢拉伸的氢脆敏感性都没有影响。当电流密度＜1.0 mA/cm²时,发生应力诱发氢致滞后裂纹而断裂,在预充氢后拉伸时,原奥氏体晶粒尺寸对氢脆敏感性略有影响,氢脆敏感性随原奥氏体晶粒增大而略微增大;在动态充氢拉伸时,原奥氏体晶粒尺寸对氢脆敏感性基本没有影响。因此,原奥氏体晶粒尺寸对这种低合金高强度系泊链钢的氢脆敏感性作用不明显。     

δ铁素体含量对Fe-Cr-Ni-Mn-N系不锈钢氢脆敏感性的影响

采用高压气相充氢后进行缺口试样拉伸试验的方法,证实了δ铁素体含量的增加显著提高Fe-Cr-Ni-Mn-N系奥氏体不锈钢的氢脆敏感性.     

16Mng钢焊接接头氢脆敏感性的研究

在选定的对氢脆敏感的应变速率下,对焊后充氢、焊态和焊后除氢三种状态的试样进行了慢拉伸试验。根据拉伸性能及断裂特性,评定焊接接头的氢脆敏感性。结果表明,已经防止了延迟裂纹的焊接接头,在氢环境中使用时仍有产生氢脆破坏的可能。接头的氢脆敏感性与接头的含氢量、组织及焊接工艺有关。     

氢对2901合金力学性能及断裂行为的影响

用动态充氢慢拉伸试验研究氢对２０９１铝锂合金力学性能的影响,用离子探针,透射电镜和扫描电镜研究合金的微观组织和断裂行为。结果表明,２０９１合金具有明显的氢脆繁盛生,氢降低合金原子间结合能。合金氢危敏感性和断裂特征与微观组织有密切关系。     

预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸实验(SSRT)及双电解池渗氢实验,结合断口形貌观察和分析,探索了预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响规律及机理。结果表明:在本实验预应变量范围内,预应变量小于15%时,随着预应变量的增大,DP600钢试样的氢脆敏感性不断增大,当预应变量达到15%以后,其氢脆敏感性基本趋于稳定。预应变增大了钢中的位错密度,使氢的有效扩散系数降低,有效捕获的氢量增加,从而使钢试样的氢脆敏感性增大;但当预应变量进一步增加至15%以上时,位错的相互缠结减缓氢的扩散和聚集速度,从而使试样的氢脆敏感性增加趋于平缓。     

EPS处理对QStE700TM钢氢脆敏感性影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QSt E700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残余应力变化,探讨了EPS工艺对QSt E700TM钢氢脆敏感性影响机理。结果表明,EPS工艺处理QSt E700TM钢试样的氢脆敏感性仅为8.1%,相较于酸洗和干式抛丸工艺分别降低了12.7%和20.5%。这与EPS工艺处理钢板表面氧化铁皮残留少,残余应力为-150～-300 MPa范围内的压应力有关。另外,EPS处理钢试样因更小的氢扩散通量(J_∞L)和有效氢扩散系数(D_app)及更大的滞后时间(t_L)和阴极侧次表面氢浓度(c₀),表现出比干式抛丸工艺处理钢试样更好的阻碍氢扩散性能,进而表现出更低的氢脆敏感性。综合考虑,EPS工艺是一种全新、可靠的和低碳环保的高强钢表面除鳞工艺。