退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响

采用电化学结合低应变速率拉伸实验(SSRT)的方法和OM、SEM等手段研究了退火温度对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢充氢条件下力学性能和变形行为的影响,并探讨了各类微观组织结构对氢致脆性的作用。结果表明,TWIP钢晶粒尺寸随退火温度的升高逐渐增大,700℃退火板晶界处容易观察到(Fe, Mn)3C渗碳体。900℃退火获得的中等尺寸均匀晶粒的TWIP钢具有最高的强塑积。在电化学充氢和SSRT同时进行下,TWIP钢的强度和塑性大幅下降,随退火温度的升高,强塑积损失率(R)呈增大趋势。高温退火得到的大尺寸晶粒在变形中更容易产生形变孪晶,孪晶/孪晶交叉位置和孪晶/晶界交叉位置是氢致裂纹的主要来源。尽管相对低温退火得到大尺寸晶粒和界面处层错能(SFE)变化使TWIP钢在变形中不容易产生形变孪晶,但其局部粗大的碳化物与形变孪晶间产生的应力集中处极易形成空位,演化成裂纹源,使相对低温退火的TWIP钢本身塑性不高。低于800℃退火对TWIP钢提高氢脆抵抗力没有明显作用。     

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。     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

50Mn18Cr4WN奥氏体钢的应力腐蚀和氢致开裂

本文采用悬臂弯曲预裂纹试样应力腐蚀试验方法和紧凑拉伸试样恒载荷法测定了50Mn18Cr40WN奥氏体钢在含C1-和NO3-的水溶液中应力腐蚀以及电解充氢条件下氢致开裂的门槛值,并对应力腐蚀和氢致开裂的裂纹走向与断口形貌进行了观察.50Mn18Cr4WN钢在含C1-和NO3-的水溶液中均能产生应力腐蚀开裂,且在含NO3-的水溶液中比在含C1-的水溶液中应力腐蚀敏感性大.在电解充氢条件下,50Mn18Cr4WN钢也能产生氢致开裂.     

慢应变速率下0.8PVRe钢在10%NH4NO3溶液中应力腐蚀开裂的研究

用慢应变速率拉伸试验方法研究了０８ＰＶＲｅ钢在１０％ＮＨ３ＮＯ３溶液中几种外加极化电位下的应力腐蚀开裂敏感性，结果表明：０．８ＰＶＲｅ钢在１０％ＮＨ４ＮＯ３溶液中，在一定的电位范围内会发生沿晶应力腐蚀开裂，在＋１３４ｍＶ和＋１４５ｍＶ下的敏感性最强。用断裂力学，电化学以及金属物理的基本知识对材料发和沿晶应力腐蚀开裂的机理进行了分析讨论。     

核电汽轮机用钢蓝脆和应力腐蚀的交互作用

本文研究了核电汽轮机用钢蓝脆和应力腐蚀的交互作用，结果表明：这类中强度钢在水介 中的应力腐蚀敏感性很小，保能用慢拉伸方法才能发现。但是，在蓝脆温度附近，动态应变时效将和应力腐蚀发生交互作用，从而使应力腐蚀敏感性急剧升高。其原因和应变高度局部化导致的氢富集有关。     

ZGOCr13Ni4Mo不锈钢在高温高压水中的应力腐蚀性能研究

本文采用恒应变速率法,研究了核电站一回路水质对ZG0Crl3Ni4Mo不锈钢应力腐蚀开裂性能的影响。试验结果表明,该不锈钢在上述介质中具有一定的应力腐蚀敏感性,但不严重;在慢应变速率拉伸条件下,该钢的应力腐蚀敏感系数为93.9％。     

氢对酸性气田低合金钢氢渗透及应力腐蚀行为的影响

采用电化学氢渗透、慢应变速率拉伸（SSRT）实验和体视显微镜、SEM观察断口形貌的方法进行探究80SS低合金油管钢在饱和CO2模拟采出水环境中，氢对氢渗透和应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明，随着溶液H+浓度增大，酸性的增加，氢渗透参数i^∞、D和"C" _"0" ^"H" 均会增大，有助于氢原子的扩散行为；在拉应力和氢原子的协同作用下，与空拉对比，80SS低合金钢的断裂时间减少了近50%，发生了由韧性断裂到脆性断裂的变化，随着溶液氢浓度的增大，对钢材引起的力学损伤增强，应力腐蚀敏感性增大；80SS钢在含饱和CO2采出水介质中拉伸时，预充氢前后的指数Iδ由3.16增大到8.49，预充氢加大了试样的应力腐蚀开裂敏感性；在含1% HAc的饱和CO2采出水中拉伸时，预充氢前的微观形貌呈现出河流花样，出现准解理断裂特征，而预充氢后的80SS钢纤维区分布有不连续裂纹和小孔状结构，与预充氢前的相比，预充氢增加了钢的塑性性能，降低了钢材的应力腐蚀开裂敏感性。     

TWIP钢的动态力学性能及变形机制研究

利用Zwick/Roell Z100万能材料试验机和Hopkinson拉杆对TWIP钢进行了准静态及动态力学性能的研究。基于力学实验结果,修正了Johnson-Cook动态本构模型中应变硬化项以及应变强化项。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术对TWIP钢拉伸变形前后的组织进行了观察与分析。结果表明：TWIP钢在准静态加载下表现为负应变率敏感性,动态加载时表现为正应变率敏感性。拉伸过程中,孪生诱发塑性是TWIP钢的主要变形机制,同时滑移也起到重要作用;动态加载下TWIP钢中形变孪晶的起始应变和孪晶体积分数均小于准静态加载过程;形变孪晶的生成以及孪晶相互作用导致的晶粒细化,使TWIP钢兼具高强度、高塑性及高动态吸能性能,在抗冲击、抗爆领域具有广泛的应用前景。     

变形对石油膨胀管用TWIP钢力学性能和耐蚀性的影响

将固溶处理的TWIP(Twinning induced plasticity)钢膨胀管在室温下进行约14%的膨胀变形,对钢膨胀前后的微观组织进行观察,研究膨胀变形对TWIP钢的力学性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明:经固溶处理TWIP钢的组织为单相奥氏体并含有退火孪晶,经过膨胀变形后晶粒内出现机械孪晶,膨胀变形提高了钢的强度和硬度,降低钢的塑性和韧性。另外,膨胀变形导致TWIP钢的阴极极化曲线向左移动,自腐蚀电位向负方向移动,自腐蚀电流密度呈现不同程度的降低,膨胀后的极化电阻R_p均大于膨胀前,降低了钢的腐蚀速率,提高了TWIP钢的耐蚀性。     

TP110TS 油管钢在酸性气田环境中的应力腐蚀行为研究

目的研究TP110TS油管钢在酸性气田环境中的应力腐蚀开裂行为。方法通过模拟酸性气田环境,采用动电位极化法、电化学阻抗法、电化学充氢、恒载荷浸泡试验和慢应变速率拉伸试验等方法进行研究。结果在酸性气田环境中,100℃时TP110TS钢中的含氢量大幅度降低,氢脆作用减弱,导致其应力腐蚀敏感性低于60℃。TP110TS钢在100℃的酸性气田环境中,当拉应力超过70%σs时才表现出一定的应力腐蚀敏感性,表明该材料在实际使用过程中应力水平应保持在70%σs以下,但当温度降低到60℃,其安全应力门槛值要降为50%σs。结论 TP110TS钢在酸性气田环境中的应力腐蚀机制是阳极溶解与氢脆的混合机制。拉应力的存在会缩短TP110TS钢的耐腐蚀寿命,且拉应力越大,耐腐蚀寿命越短。     

L80钢在CO2/H2S腐蚀环境中的力学特性

目的：研究L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性。方法利用微机控制慢应变速率拉伸试验机,对特定腐蚀条件下的L80钢试样进行拉伸实验,分析各因素对L80钢力学特性的影响变化规律。结果在CO2/H2S环境中,随着含水率的增加,L80钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率均下降,L80钢拉伸曲线出现劣化。随预拉应力的增大,L80钢的屈服强度变化不明显,而抗拉强度和延伸率降低,当预拉应力超过0.8σs时,L80钢的腐蚀速率显著增加,表现出较强的应力腐蚀敏感性;随着H2S分压的增加, L80钢的力学性能发生劣化,表现出氢脆敏感性,而受CO2分压的影响不明显;温度升高导致L80钢的拉伸曲线出现了轻度劣化,延伸率和屈服区宽度小幅降低,但抗拉强度变化不大。结论 L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性受温度、CO2分压影响程度小。含水率和预拉应力的增大降低了L80钢的力学韧性,预拉应力的存在使L80腐蚀速率加快,缩短了耐腐蚀寿命。L80钢的力学性能对于H2S分压较对CO2分压更为敏感,试样的断裂是机械拉力和应力腐蚀共同作用的结果。     

Fe-18Mn-0.6C TWIP钢的热变形行为

在Gleeble-3500热模拟实验机上通过单道次压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对TWIP钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响规律。结果表明,试验TWIP钢热变形的峰值应力随温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高;各种变形条件下,TWIP钢的奥氏体晶粒尺寸有很大差异,随着变形温度的升高,再结晶晶粒粗化,而应变速率和应变量的增加有利于晶粒细化;最后采用线性回归方法计算出TWIP钢的热变形激活能为443.3 kJ/mol,并求出了该钢种动态再结晶临界条件与Z参数之间的关系,以及动态再结晶动力学规律。     

20g钢在单乙醇胺富液中应力腐蚀敏感性研究

通过慢拉伸应力腐蚀试验,研究了20g钢在单乙醇胺富液中的应力腐蚀行为,结果表明,20g在单乙醇胺富液中,对应力腐蚀敏感性不大,高温时敏感性指数比常温时高。     

外加电位下X80双相管线钢在模拟沿海土壤环境中的应力腐蚀行为

采用交流阻抗谱、极化试验、慢应变拉伸试验研究了不同外加电位下在模拟沿海土壤环境中X80双相管线钢的应力腐蚀行为,对拉伸断口和极化后试样进行SEM表面形貌及能谱分析。结果表明,与慢扫极化(模拟的非裂尖区域)相比,X80双相管线钢快扫极化模拟的裂尖腐蚀电位较负且腐蚀电流较大。-750 mV外加阴极电位处于裂尖自腐蚀电位范围,不足以起到阴极保护的作用,对应力腐蚀仍十分敏感。外加电位为-1050 mV时,阴极反应速率显著大于阳极反应,阴极反应产生的氢被金属吸收且扩散,慢应变拉伸未经颈缩即发生断裂,为准解理断裂。外加阴极电位为-900 mV,阴极电流有效抑制了阳极溶解反应,因此管线钢在模拟沿海土壤溶液中慢应变拉伸抗拉强度和断面收缩率都最高,断口表现为韧性断裂,侧面裂纹细小,阻抗模值最大,应力腐蚀敏感性最小。     

新型纳米强化马奥复相钢的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸以及WOL试样应力腐蚀试验研究一种含有逆转变奥氏体和纳米尺度多种析出相的新型纳米强化马奥复相钢在3.5%NaCl溶液的应力腐蚀行为。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及物理化学相分析观察了马奥复相钢的微观组织并解释了其应力腐蚀机理。结果表明,该马奥复相钢应力腐蚀敏感性较低,裂纹扩展速率较慢,抵抗裂纹能力强,抗应力腐蚀能力优异;Cl^-会促进马奥复相钢应力腐蚀开裂的发生,使得与在空气中的拉伸试验结果相比,在3.5%NaCl溶液中的抗应力腐蚀性能有一定损失;由于具有亚稳态逆转变奥氏体使得马奥复相钢具有好的塑韧性,并且弱化了应力集中,阻碍裂纹扩展;位错群共平面性较差,不容易产生腐蚀的敏感通道;碳化物以及Cu纳米第二相析出在600 ℃高温回火后,在提高了材料强度的同时,也可改善钢对应力腐蚀的敏感性。     

酸性土壤环境中剥离涂层下X80钢应力腐蚀行为及机理

目的研究酸性土壤环境中剥离涂层下X80管线钢应力腐蚀行为及机理。方法采用电化学极化曲线测试、慢应变速率拉伸试验和腐蚀形貌扫描电子显微镜观察,对服役于鹰潭土壤环境的X80管线钢在剥离涂层下滞留液中的应力腐蚀行为及机理进行了分析研究。结果 X80管线钢在剥离涂层下的滞留液中具有一定的SCC敏感性,应力腐蚀开裂类型属于TGSCC,敏感性较大位置为近漏点处、剥离区中下部及剥离区底部,且近漏点处滞留液体系中X80钢的SCC机理受阳极溶解(AD)机制控制,剥离区底部滞留液中SCC机理受阳极溶解+氢脆(AD+HE)的混合机制控制。结论服役于酸性土壤中的X80管线钢在外防腐涂层破损后,除开放破损处将发生腐蚀外,剥离涂层下的管线钢还会存在一定的应力腐蚀敏感性。     

H2S浓度对35CrMo钢应力腐蚀开裂的影响

用电化学技术研究了35CrMo钢在含有不同浓度H₂S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸实验研究了35CrMo钢在不同浓度H₂S介质中的应力腐蚀开裂 (SCC) 行为与机理。结果表明：35CrMo钢在pH值为5的H₂S环境下存在SCC敏感性,H₂S浓度升高,SCC敏感性增加,H₂S浓度为200 mg/L时有明显的SCC敏感性。H₂S浓度达到200 mg/L时,能明显促进35CrMo钢腐蚀电化学过程进行。在pH值为5的H₂S环境下,35CrMo钢的SCC机制是以氢脆 (HE) 为主,阳极溶解(AD)为辅的协同机制。     

Amine corrosion and amine cracking of API 5L X52 carbon steel in the presence of hydrogen sulphide and carbon dioxide

In this research, stress corrosion cracking (SCC) and corrosion behaviour of API 5L X52 carbon steel in 25?wt-% diethanolamine solution, saturated/unsaturated with carbon dioxide and containing 0 and 200?ppm hydrogen sulphide at different temperatures were investigated using slow strain rate test, electrochemical measurement and microscopic analysis. In addition, the presence of heat stable amine salts (HSASs) in the test solution was studied using spectrophotometry and Fourier transform infra-red spectroscopy. Analysis of the results showed that the primary components to form HSASs exist in the solution. The results indicated that SCC is more likely in solutions without amine. Increase in corrosion rate of carbon steel by increase in temperature was clearly observed and concluded that the simultaneous presence of hydrogen sulphide and carbon dioxide in the solution can increase the corrosion rate of carbon steel more than having one of the gases in the solution.