TP80CQJ材料电化学充氢后力学性能研究

采用静态电化学充氢,研究不同时间和不同电流条件下TP80CQJ管线钢材的可扩散氢含量。分析了充氢后材料的力学性能,确定了材料的充氢饱和时间和氢脆指数。并用扫描电镜分析了其断口形貌。结果表明:TP80CQJ材料的充氢饱和时间为60 h,氢脆指数为0.681。充氢后材料的拉伸断口出现韧窝、准解理以及解理断口。     

P110管线钢氢脆行为研究

采用静态电化学充氢,研究了P110管线钢材在不同时间和不同电流条件下的可扩散氢含量。分析了充氢后材料的力学性能变化,确定了材料的充氢饱和时间和氢脆指数。利用扫描电镜分析了断口形貌。结果表明:P110管线钢的充氢饱和时间为60 h,氢脆指数为0.651。充氢后的材料拉伸断口出现解理及准解理形貌。     

电化学充氢对Cr15铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响

研究了充氢时间、充氢电流密度、晶体结构对不锈钢氢脆敏感性的影响。结果表明:对于铁素体不锈钢,随着充氢时间的延长、电流密度的增大,塑性显著降低,氢脆敏感性大幅度增加;通过SEM观察实验钢断口形貌,断裂类型由韧性断裂转变为脆性断裂。而相同条件下,奥氏体不锈钢氢脆敏感性较低,抗氢脆性能较好。充氢后实验钢表面存在大量H,且氢含量随试样深度逐渐降低,晶界可能作为氢陷阱影响实验钢的氢脆敏感性。     

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。     

电化学充氢条件下氢对X80级管线钢力学性能的影响

应用慢应变速率拉伸试验和扫描电镜(SEM),研究了X80管线钢电化学充氢后的力学性能和断口形貌变化。结果表明:随着充氢电流密度的增大,X80钢中的可扩散氢含量增加,造成伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量不断减少,拉伸断口的韧窝变小、变浅,而空洞会增大、增多,空洞边缘出现准解理形貌;电流密度低于5 m A/cm2时,X80钢表面以及其冲击断口无裂纹;电流密度增加至5 m A/cm2以后开始出现裂纹,并且随着电流密度的增加,裂纹开始增大、增多;当电流密度为10 m A/cm2时,冲击断口中出现准解理形貌。     

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.     

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。     

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。     

硼对高强度系泊链钢氢脆敏感性的影响

采用拉伸试验研究了硼对高强度系泊链钢氢脆敏感性的影响。结果表明,未充氢和预充氢电流密度较小时,三种不同硼含量试验钢的氢脆敏感性无明显区别;而当预充氢电流密度较大时,含硼钢的抗氢脆能力相对不含硼钢明显增强,且随着硼含量的增加,氢致塑性损失逐渐减小,这主要是由于硼偏析强化了晶界,有效抑制了沿晶断裂。     

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。     

汽车用780MPa级别双相钢氢致延迟开裂行为的研究

采用电化学充氢、慢拉伸试验、TDS分析以及SEM等方法对汽车用780 MPa级别双相钢(DP780)的氢致延迟开裂行为进行研究。结果发现,DP780的氢扩散系数为5.79×10-7cm~2/s。随着充氢电流密度从0 mA/cm~2增加到8mA/cm~2,试样内部氢含量从0.78 ppm增加到1.47 ppm,抗拉强度从802 MPa降低到758 MPa,氢脆敏感指数I_σ为5.49%。随内部氢含量的增加,DP780氢致开裂敏感性增加较小;同时断口形貌由韧性向脆性转变。     

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。     

1500 MPa级40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性

通过慢应变速率拉伸实验研究了Si含量分别为0.25%和1.16%的1500 MPa级40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性,即充氢后缺口试样抗拉强度下降率,冲击实验用来测试1 mA/cm2电流密度下充氢后试样的断裂韧性值,分析氢致裂纹的扩展方式.结果表明,由于Si抑制回火过程中碳化物的形核和长大,高Si含量的40CrNi3MoV钢中回火析出的碳化物被细化且弥散分布,作为氢陷阱使氢分布均匀,抑制了氢向裂纹尖端扩散,高Si含量的40CrNi3MoV钢的氢脆敏感性较低.     

pH值对海水中TMCP X80钢氢脆敏感性影响

采用氢渗透实验法、动电位极化法研究TMCP X80管线钢在不同pH值海水中的氢渗透行为,结合扫描电镜 (SEM) 观察研究显微组织及氢渗透行为对氢脆敏感性的影响。结果表明,随着海水pH值的减小,析氢电位发生正移。天然海水和酸性海水中氢扩散系数随着极化电位负移而增加;极化电流密度越大,氢扩散系数和氢浓度越大。在负于析氢电位时,显微形貌显示出明显的蚀坑和氢鼓泡,酸性海水中更严重。随着海水pH值的减小及外加阴极极化电位负移,氢扩散到材料内部的量更大;充氢电流密度增加也促进氢的扩散,X80钢氢脆敏感性增加。     

阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响

在海水环境中,采用电化学试验、氢渗透试验和慢应变速率试验(SSRT)以及结合SEM断口观察,研究了阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响。结果表明:阴极充氢电位对高强钢的氢渗透行为影响明显,随着阴极充氢电位的负移,氢的扩散系数波动不大,但饱和渗氢电流和氢溶解度逐渐增加,在阴极充氢电位为-1.05 V时,氢的溶解度为3.35 mol/m~3,为最大值。随着阴极充氢电位的负移,断口形貌逐渐由韧性断裂向解理脆性断裂转变,且断口边缘逐渐出现明显的解理裂纹。在阴极充氢电位为-0.91 V时,高强钢的氢脆系数约为25%,为最适宜的阴极保护电位。     

含钒TWIP钢氢致滞后断裂现象的研究

对Fe-18Mn-0.8C及Fe-18Mn-0.8C-0.2V TWIP钢进行电解充氢,研究和比较了氢致滞后断裂性能及断口形貌的变化与规律,并讨论了钒对提高TWIP钢抗氢脆性能的作用。结果显示:随着电解充氢时间的延长,两种试验钢力学性能损失率均增大,钒元素的增加提高了TWIP钢抵抗氢脆的能力,以实验电流密度充氢后的TWIP钢经放氢处理后,断后延伸率及抗拉强度基本恢复。     

两相区退火处理冷轧0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

对0.1C-5Mn中锰钢冷轧后在650℃进行不同保温时间的两相区逆相变退火处理,利用电化学充氢和慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了其氢脆敏感性。结果表明,冷轧后中锰钢在退火过程中发生奥氏体逆转变,在退火10 min时可获得优异的强度和塑性配合。随着退火时间延长,可扩散H含量及氢脆敏感性增加,特别是氢脆敏感性的增加幅度十分显著。充氢断口起裂区呈现典型的空心韧窝及包含奥氏体(变形后转变为马氏体)晶粒的实心韧窝的混合断裂模式,这种实心韧窝本质上是在应力作用下氢致裂纹沿奥氏体与铁素体的界面萌生与扩展而形成的一种脆性沿晶断裂。氢脆断裂行为主要与退火过程中逆转变奥氏体的含量及其机械稳定性等因素有关。     

预充氢马氏体时效钢的氢脆性能研究

目的研究预先存在于试样中的氢对材料力学性能的影响。方法对固溶态和三种时效态18Ni马氏体时效钢,采用双电解槽装置测量了其氢扩散系数,用热分析法获得了材料的氢扩散激活能。采用慢应变速率拉伸法评估了在预充氢后镀镉密封试样的力学性能,并由此评估它们的氢脆敏感性。结果固溶态试样的氢扩散系数最大,为1.40×10~(-8)_ cm~2/s;对时效态试样,当时效温度分别为465、490、530℃时,氢扩散系数分别为6.23×10~(-9)、5.52×10~(-9)、2.84×10~(-9) cm~2/s,即随时效温度升高,扩散系数降低。而扩散激活能正好相反,固溶态的最小,其他的依次逐渐升高。四种试样均显示出氢脆敏感性,且随着预充氢电流密度升高而增大。T465和T490的氢脆敏感性均大于58%,T530的氢脆敏感性小于40%。四种试样的断口形貌均表现为由中心起裂,向周围呈放射状扩展。中心起裂源处为典型的沿晶开裂,扩展区为准解理开裂。结论过时效态样品的抗氢脆性能最好。预先存在于试样中的氢在拉伸过程中向中心富集,造成中心沿晶开裂,与动态充氢拉伸断口相反。     

EH36钢的氢陷阱及氢脆敏感性

采用氢渗透测试、慢拉伸试验等研究手段,探究EH36钢表面、1/4和1/2厚度处的氢陷阱、氢扩散系数及氢脆敏感性。结果表明,表面及1/4厚度处的显微组织主要为贝氏体,表面处的显微组织较为细小,1/2厚度处主要为铁素体和珠光体。可逆和不可逆氢陷阱密度由表面到1/2厚度处依次降低,氢扩散系数随之依次增大。随充氢电流密度或时间的增加,各厚度处拉伸试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率均有不同程度的降低,氢脆敏感性随之增大;拉伸断口形貌由呈韧性断裂特征的韧窝状逐渐向呈脆性断裂特征的河流状花样转变。表面处的氢脆敏感性最小,1/2厚度处的氢脆敏感性最大;在1/2厚度处的拉伸断口观察到了一些氢致裂纹。     

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。