X80管线钢不同电化学充氢状态下的断裂特性

采用拉伸和慢拉伸试验,研究了X80管线钢在静态充氢与慢拉伸动态充氢条件下的断裂特性.结果表明:在静态充氢条件下,当充氢电流密度小于12.5 mA/cm2时,材料的断裂韧性随电流密度的增加而增加,当电流密度大于该值时,随电流密度增加,材料的断裂韧性呈下降趋势;在慢拉伸动态充氢条件下,随电流密度的增加,材料的断裂韧性显著降低,并满足一定的函数关系.静态充氢试样断口主要呈韧窝特征,但与未充氢试件比较,韧窝的尺寸变小,数量变多;慢拉伸动态充氢试样断口呈现解理形貌.     

电化学充氢对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用电化学技术、慢应变速率拉伸实验和扫描电镜(SEM)对电化学充氢后的X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为进行了研究。结果表明：X80管线钢静态充氢后在鹰潭土壤模拟溶液中具有较高的应力腐蚀(SCC)敏感性,其断口模式为穿晶断裂;随着电化学充氢时间的延长,氢致塑性损失不断增加,拉伸断口由韧窝状韧性断口向脆性解理断口发展,SCC敏感性增大;电化学充氢促进了点蚀坑的萌生,点蚀坑和第二相夹杂是SCC裂纹萌生的重要原因。     

氢对X70管线钢预裂纹试样断裂性能的影响

将X70管线钢单边预裂纹试件在0.5 mol/L H2SO4 溶液中充氢至饱和,然后在空气中拉伸至断裂,获得裂纹体的条件断裂韧性.当固溶氢含量<0.978×10-4mass%时,氢使裂纹体断裂韧性提高11.8%;固溶氢含量>0.978×10-4 mass%时.裂纹体断裂韧性随氢含量线性降低;断裂特征为典型的韧窝断口,但韧窝直径随氢含量的增加逐渐变小.在动态充氢条件下进行慢应变速率拉伸实验,氢使裂纹体断裂韧性显著降低,裂纹体断裂韧性随充氢电流密度I 的幂函数而线性降低.断裂特征为典型的准解理断口.     

5Cr油管电化学充氢后的力学行为

通过拉伸实验研究电化学充氢对5Cr油管钢拉伸性能的影响表明：随充氢时间和充氢电流密度的增加,5Cr油管的强度和塑性有所减小。用扫描电镜（SEM）观察断口发现其形貌以韧窝为主要特征,与未充氢试件相比,充氢试样拉伸断裂后韧窝尺寸变小、变浅,数量增多,这说明材料的塑性损失增大。充氢到一定值后材料由韧性断裂转变为脆性断裂。     

静态及动态充氢对SM490B纯净钢拉伸性能的作用

用拉伸的方法研究了静态充氢和动态充氢对SM490B纯净钢力学性能的作用,结果表明:随着充氢电流密度的增加,试样的延伸率连续降低。动态充氢试样的氢致塑性损失明显大于静态充氢拉伸试样的氢致塑性损失。氢原子提高了试样的屈服强度,而试样的抗拉强度随电流密度增大而减小。随着充氢电流密度的增加,静态拉伸试样的断口均为韧窝状,而动态拉伸试样的断口形貌由韧窝状向准解理状变化。     

电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为

采用电化学充氢的方法研究了X70管线钢在不同浓度硫酸溶液中的氢致开裂(HIC)行为．结果表明,增大充氢电流密度、延长充氢时间以及降低充氢溶液的pH值能够促进氢进入X70钢基体．微观观察表明,X70钢中的非金属夹杂物如氮化物和氧化物等对其氢致开裂行为有不同的影响,氮化物夹杂并不是充氢裂纹的必然形核位置,而Mg,Al,Ca等的氧化物是更为有害的氢致裂纹源．通过氢渗透实验测得室温下氢在X70钢中的有效扩散系数为3．34×10-9cm2／s．对XT0管线钢基体及焊缝试样电化学预充氢后拉伸,焊缝试样的拉伸塑性较差,各项塑性指标在充氢前、后均低于X70钢基体材料．     

不同电化学充氢状态下X70、X80管线钢的断裂特性

X70、X80高级管线钢主要用于油气田管道,如果长期在常温高压（压力最高可达25 MPa）的氢环境中使用,极有可能会出现氢脆现象,进而引发脆性破坏事故。本文通过对X70、X80两种管线钢的静态和动态电化学充氢试验,对两种管线钢在不同充氢状态下的氢含量等进行了分析,并详细讨论了其断口形貌。     

不同电化学充氢状态下X70和X80管线钢的断裂特性

X70、X80高级管线钢主要用于油气田管道,如果长期在常温高压(压力最高可达25 MPa)的氢环境中使用,极有可能会出现氢脆现象,进而引发脆性破坏事故。本文通过对X70、X80两种管线钢的静态和动态电化学充氢试验,对两种管线钢在不同充氢状态下的氢含量等进行了分析,并详细讨论了其断口形貌。     

X80 管线钢在酸性环境下的氢致开裂行为研究

目的研究X80管线钢在我国典型酸性环境(鹰潭土壤模拟溶液)下的氢致开裂行为。方法采用电化学动电位扫描技术、慢应变速率拉伸实验和扫描电镜技术,分析氢在X80管线钢中的渗透行为、材料的放氢行为、电化学充氢对材料拉伸性能的影响以及材料断口的形貌。结果通过氢渗透实验测得,在室温下,氢在X80管线钢中的的氢扩散通量J∞=7.31×10-11mol/(cm2·s),有效扩散系数Deff=5.36×10-8cm2/s,可扩散氢浓度C0=7.64×10-5mol/cm3。钢中的氧化铝类非金属夹杂及表面点蚀坑促进了氢致裂纹的萌生,充氢后试样发生穿晶断裂。随着充氢时间的增加,断口由韧性断裂转变为脆性断裂,氢致开裂敏感性增高。结论 X80管线钢在我国典型酸性环境下(鹰潭土壤模拟溶液)具有较高的氢致开裂敏感性。     

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。     

热轧超高强度复相钢的氢脆敏感性

通过电化学充氢和升温脱氢分析(TDS)试验,研究了热轧超高强度复相钢M950的氢逸出行为和氢陷阱类型。利用慢应变速率拉伸(SSRT)试验,研究了M950钢的氢脆敏感性,并采用场发射扫描电镜(FESEM)分析了拉伸断口的微观形貌。结果表明,试验钢的氢陷阱激活能为15.0 kJ/mol,该钢的主要氢陷阱为晶界。随着电化学充氢时间的延长,试验钢氢含量逐渐增加,塑性明显下降,但抗拉强度下降幅度较小;拉伸断口形貌由微孔聚集型韧性断裂向准解理、沿晶脆性断裂过渡。     

X80管线钢在含氢煤制气环境中的氢脆敏感性

采用慢应变速率试验和缺口试样拉伸试验,并结合断口分析,研究了X80钢在含氢煤制气环境中的氢脆敏感性。结果表明:高压含氢环境中X80钢的强度和塑性指标均有所下降,断口出现脆断形貌,表现出一定的氢脆敏感性,且横向取样方向对氢脆更为敏感;通过对比分析X80钢在高压氢气环境中慢拉伸和缺口拉伸两种状态下的韧性损失,发现缺口试样的三向应力集中区域受氢脆影响更为严重。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

Relationship between electrochemical characteristics and SCC of X70 pipeline steel in an acidic soil simulated solution

Stress corrosion cracking (SCC) of X70 pipeline steel in simulated solution of the acidic soil in Yingtan in China was investigated using slow strain rate test (SSRT), SEM and potentiodynamic polarization technique. Experiment results indicate that X70 steel is highly susceptible to SCC as applied potential reduces, which is manifested in loss of toughness and brittle fracture. Constant polarization current can detect the occurrence of SCC. The lower the polarization current is the sooner stress corrosion cracking occurs. The SCC mechanisms are different at varying potentials. When potential is higher than open circuit potential, anodic process controls SCC, whereas when potential is far lower than open circuit potential, cathodic process controls SCC, and between these two potential regions, a combined electrochemical process controls the SCC. Stress or strain has a synergistic effect with electrochemical reactions to accelerate the cathodic hydrogen evolution process, which makes the X70 pipeline steel to be more susceptible to SCC.     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

Effects of hydrogen on the fracture toughness of a X70 pipeline steel

Effects of hydrogen on the fracture toughness of a X70 pipeline steel were investigated in the cases of hydrogen pre-charging and dynamic hydrogen charging in 0.5 mol/L H₂SO₄ solution under slow strain rate tensile testing. Under the hydrogen pre-charging, the fracture toughness decreased in a linear relationship with the hydrogen concentration as the hydrogen concentration was more than 1 ppm in weight. The fracture surfaces were characteristic of dimples. Under the dynamic hydrogen charging, the fracture toughness for hydrogen-induced cracking decreased linearly with logarithm of the hydrogen concentration without stress. The hydrogen-induced fracture had the appearance of cleavage facets.