X80钢焊接结构海水腐蚀及温度的影响规律

以X80钢焊接结构为研究对象，采用SEM、EDS及化学分析表征X80钢焊接接头的组织及成分分布，采用电化学法测量焊接接头不同部位在模拟海水环境中的极化曲线和电化学阻抗谱，研究温度对其腐蚀行为的影响规律。结果表明：海水介质中焊接热影响区的腐蚀倾向最大，焊缝较母材具有更好的耐蚀性；温度升高加速物质扩散及放电过程，因阳极去极化而加速腐蚀，但焊缝处因生成的腐蚀产物致密且附着性优于母材与热影响区，表现出更好的耐蚀性。分析认为：焊缝因低C、Mo、Nb等元素导致组织较母材粗大，晶界数量明显减少，又因Ni、Cr、Al耐蚀元素的增多，因而表现出较好的耐蚀性；热影响区组织复杂、活化能较高，具有较大的腐蚀倾向。     

两种船体钢焊接接头耐海水腐蚀性能对比

选择了两种碳素船体钢（经稀土变性处理和未经稀土变性处理的3C钢）和3种常用的焊接,加工成6种焊接接头试样,通过室内全浸搅拌挂片试验、间浸挂片试验和恒电位阳极溶解试验,对同一焊接接头不同区域以及不同焊接接头之间腐蚀行为的差异进行了比较,并结合冶金检测结果分析探讨了造成该腐蚀特点的原因。结果表明,对3C钢常用焊接接头而言,均为焊缝区耐海水腐蚀性能最差,其次为母材,热影响区耐蚀性最好;经稀土变性处理后,3C钢不仅钢种本身的耐蚀性得到了提高,而且以该钢为母材的焊接接头的耐蚀性也得到了相应的改善（同种焊接材料相比）;无论是普通3C钢还是稀土变性处理3C钢均以J422为焊接材料的接头的耐海水腐蚀性能最好。     

盐水环境中搅拌摩擦焊接2024铝合金的腐蚀行为

采用全浸泡法对2024铝合金母材与搅拌摩擦焊接接头在3.5%盐水环境中的腐蚀性能进行了测试,并对腐蚀速率进行了计算,对腐蚀形貌进行了观察。结果表明:腐蚀由点蚀开始,最后发展为剥落腐蚀;搅拌摩擦焊接(FSW)接头上各区的腐蚀速率大小为热影响区和焊核区热机影响区母材区。搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀速率高于母材的,即其耐蚀性与母材相比变差。     

A7N01铝合金焊接接头中不同区域在不同介质中的电化学腐蚀行为

为了积累A7N01铝合金及其焊接接头在不同介质中的电化学腐蚀数据,采用ER5356焊丝分别焊接了A7N01-T5和A7N01-T4铝合金。采用动电位扫描法分别测试了2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝分别在5%(质量分数)NaCl,Na2SO4,NaNO3溶液中的极化曲线,并计算出相应的电化学参数。结果表明:2种铝合金焊接接头中母材在3种腐蚀溶液中的腐蚀倾向大于焊缝,腐蚀速率也快于焊缝;Cl-,SO2-4和NO-3对2种铝合金焊接接头中的母材及焊缝的腐蚀加速作用依次减弱;A7N01-T5母材在3种腐蚀介质中的耐蚀性优于A7N01-T4母材的。     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。     

碳钢焊接接头腐蚀行为分析

通过对焊接接头各区域显微组织观察以及开路电位、极化曲线和电偶腐蚀电流的测量,研究了两种热输入所得焊接接头各区域的腐蚀行为. 结果表明,热输入小的接头各区域耐蚀性由小到大依次为母材,焊缝,热影响区;热输入大的接头各区域耐蚀性由小到大依次为母材,热影响区,焊缝. 该结果与接头不同区域的显微组织相关. 两种接头总腐蚀速率相比,热输入大的接头耐蚀性较好.     

2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头应力腐蚀敏感性

利用慢应变速率拉伸试验,研究2219铝合金母材及搅拌摩擦焊接头在不同腐蚀介质环境中的应力腐蚀行为.运用性能损失率指标和应力腐蚀指数评价材料的应力腐蚀敏感性.结果表明,应变速率为10-6 s-1时,2219铝合金母材和FSW接头在3.5%Na Cl介质环境中SCC敏感性小,断口由韧窝塑性区和腐蚀区组成;在剥蚀介质环境中,母材和FSW接头SCC敏感性大,断口呈冰糖状,有较深的腐蚀坑和二次裂纹,为沿晶脆性断裂.FSW接头SCC敏感性较母材大.     

690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法，结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明，在腐蚀初期，由于微观组织的不同，以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区，同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差，焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀；在腐蚀后期，Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集，Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区，焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值，导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。     

F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头耐腐蚀性能研究

为了研究采用ERNiCrMo-3焊丝焊接F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头在特殊油气田气体中的耐腐蚀性能,参照ASTM G39、ASTM 71和DNV-OS-F101标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀试验、高温高压CO2腐蚀、电偶腐蚀性能测试,考察了腐蚀试样表面形貌和成分。结果表明,复合管焊接接头经四点弯曲抗CO2应力腐蚀在母材和焊缝处均未出现裂纹,腐蚀速率满足标准要求;高温高压CO2腐蚀速率为0.002 mm/a,腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀程度为轻度腐蚀;在3.5%NaCl溶液环境中,电偶腐蚀试验结果表明,焊缝的失重率大于316L和Inconel625母材,其耐蚀性与母材相当。     

冷却条件对2219-T62铝合金厚板搅拌摩擦焊接头耐蚀性的影响（英文）

通过开路电位(OCP)、动电位极化曲线、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究水冷和空冷对20 mm厚2219-T62铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头在3.5%NaCl溶液中耐蚀性的影响。结果表明,与2219铝合金母材和FSW焊缝热影响区相比,具有较高电位、较低腐蚀电流密度和细小均匀沉淀强化相的2219铝合金FSW焊缝焊核区,在3.5%NaCl溶液中具有较好的耐蚀性。与空冷接头相比,水冷FSW接头的耐蚀性明显提高。通过显微组织形貌分析可知,2219铝合金FSW接头在含氯离子腐蚀溶液中的耐蚀性取决于电位的高低和第二相粒子尺寸和分布。     

海洋平台用钢A710焊接接头的耐蚀性研究

通过金相显微镜、扫描电镜、电化学试验和浸泡失重等手段研究了海洋平台用钢A710焊接接头各区域的组织及耐蚀性。试验结果表明:焊接接头的母材、热影响区和焊缝的组织不一致,导致各区域的耐蚀性差别,各区域的腐蚀速率大小为焊缝热影响区母材。焊缝区组织存在板条马氏体,其耐蚀性最差。焊接接头各区域的腐蚀速率均在0.2~0.5 mm/a之间,焊接接头耐蚀性符合海洋环境要求。     

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区(HAZ)和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体+珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ母材焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ母材焊缝。     

6061铝合金搅拌摩擦焊焊接接头应力腐蚀的敏感性

采用慢应变速率拉伸(SSRT)方法分析6 mm厚的6061-T6铝合金及其搅拌摩擦焊接头在模拟海水溶液及空气中的应力腐蚀敏感性,测试和分析搅拌摩擦焊接头金相组织、显微硬度和断口形貌。结果表明,焊核区晶粒细小,热机影响区晶粒出现弯曲及拉长变形,热影响区晶粒粗大。接头显微硬度值呈"W"型分布,其最大值为71.8 HV。在应变速率为1×10-6/s时,接头及母材在3.5%Na Cl溶液中具有应力腐蚀敏感性,接头应力腐蚀敏感性高于母材。     

2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为

采用剥蚀试验和动电位极化曲线测试对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊(FSW)和钨极氩弧焊(TIG)焊接头的腐蚀行为进行了研究。通过腐蚀失重测试、电化学试验与剥蚀后表面及深度方向腐蚀微观形貌观察,对三者的腐蚀形式和机理进行了分析。结果表明:母材腐蚀速率最大,自腐蚀电位最低,而腐蚀电流密度最大;两种接头焊缝/焊核的耐蚀性总体接近,都优于母材的,FSW焊核的耐蚀性最优。合金母材的腐蚀形式为层状剥蚀,TIG焊缝为晶间腐蚀,深度较小,FSW焊核为点蚀。三者的腐蚀均与析出相有关,母材的析出相粗大,与基体之间的电偶效应最明显;TIG焊缝析出相沿枝晶晶界排列,但析出相尺寸小,电偶作用弱于母材;FSW焊核析出相尺寸由于机械搅拌而变小且分布弥散,腐蚀性能有所改善。     

碳钢管线焊接接头的电偶腐蚀行为研究

通过对焊接接头各区域开路电位和电偶腐蚀电流的测量,研究了采用2种焊接工艺所得焊接接头各区域的电偶腐蚀行为。结果表明,GTAW+FCAW接头各区域的耐蚀性:母材热影响区焊缝;GTAW接头各区域的耐蚀性:母材焊缝热影响区。总而言之,GTAW+FCAW接头的耐蚀性较好。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接接头在EXCO溶液中的腐蚀行为

试验研究了2024-T3铝合金搅拌摩擦焊接接头在EXCO溶液中的腐蚀行为以及腐蚀后力学性能的退化情况。观察了接头在EXCO溶液中的浸泡腐蚀形貌,并对腐蚀后的力学性能进行测试。采用电化学腐蚀试验检测了接头在EXCO溶液中的极化曲线。研究结果表明:搅拌摩擦焊接接头焊核区耐蚀性低于母材的,电化学测试结果和浸泡腐蚀结果一致,浸泡腐蚀后接头拉伸性能显著降低。     

铜与锡基钎料的异质搅拌摩擦焊工艺研究

对4 mm厚的T2纯铜板和锡基钎料Sn99.3Cu0.7板进行了搅拌摩擦焊(FSW)对接焊工艺试验,并对焊接接头的显微组织、物相组成、力学性能和耐蚀性能进行了测试与对比分析。结果表明,采用FSW方法可以实现T2纯铜与锡基钎料Sn99.3Cu0.7的对接焊,获得力学性能和耐蚀性均良好的焊接接头;接头金属间化合物层由Cu6Sn5相组成,接头抗拉强度达到锡基钎料母材的83.78%、伸长率达到锡基钎料母材的77.27%;FSW接头的腐蚀电位较较传统钎焊接头正移205 mV,FSW接头的耐蚀性明显提高。     

AlCoCrFeNi2.1高熵合金电子束焊接接头耐蚀性

为明确高熵合金焊接接头耐腐蚀行为,采用电子束方法对共晶双相AlCoCrFeNi_2.1高熵合金进行焊接,并运用电化学腐蚀方法研究了接头耐蚀性.结果表明,焊缝区域(FZ)自腐蚀电位相比母材(BM)提高0.16 V左右,耐蚀性增强,自腐蚀电流减小了一个数量级,腐蚀速率明显降低.焊接接头母材区域腐蚀坑呈纵深扩展趋势,而焊缝区域腐蚀坑呈横向扩展,并表现出明显的相选择性腐蚀现象.焊缝区域的晶粒细化显著,硬度升高,两相分布呈现密集的“网络”状,元素分布更加均匀,大角度晶界增加,这都增强了焊接接头的耐点蚀穿孔的能力.     

超厚板TC4钛合金电子束焊接接头应力腐蚀敏感性

针对100 mm超厚板TC4钛合金电子束焊接接头，采用慢应变速率拉伸方法评价接头在人造海水中的应力腐蚀敏感性，分析接头的显微组织和断口形貌，对接头的腐蚀机制进行研究. 结果表明，室温条件下应变速率为ε=1×10-6 s-1时，母材在海水中未表现出应力腐蚀敏感性；焊缝上部、中部和下部具有轻微应力腐蚀敏感性. 焊缝在海水中发生阳极溶解，产生氢吸附，导致裂纹的萌生. 同时氢扩散诱导α'相界及α'相内发生位错塞积，进而使裂纹在更低的应力水平下发生扩展.