Sb对锌液与X80钢表面润湿性影响的研究

目的通过添加不同量的Sb元素降低锌液表面张力,提升X80管线钢热浸镀锌可镀性及镀层质量。方法采用改良座滴法在450℃下进行润湿实验,利用轴对称液滴分析软件(ADSA),计算不同Zn-Sb合金熔体在X80钢基板上的接触角,得到450℃时Zn-Sb合金熔体表面张力。通过能谱仪和扫描电子显微镜对镀层表面及截面的微观形貌和组织结构进行分析。结果当Sb添加量为1.0%时,450℃下Zn-Sb合金表面张力约为0.63 N/m,随Sb含量的增加,表面张力逐渐减小,当Sb含量增加到4.0%时,表面张力达到0.46 N/m,远低于纯锌液的0.79N/m。同时,Zn-Sb合金熔体与X80钢的接触角也从最初的57°逐渐减小到43°。锌合金熔体与X80钢界面处形成铁锌化合物组成的连续反应层,且在反应三相线外存在前驱膜,前驱膜的形成使随后的合金液在其上铺展,促进了润湿。结论Sb的添加能有效降低锌液表面张力,减小Zn-Sb合金熔体与X80钢间的接触角。Sb的表面张力较小,倾向于在锌合金表面富集,其作为表面活性元素降低锌液表面张力,从而提高润湿性。     

Cu的添加对X80钢热浸法渗铝层组织的影响

通过在热浸镀铝熔池中添加Cu元素,改善X80钢热浸法渗铝层的组织。在不同的温度下进行扩散退火试验,利用扫描电镜和X射线衍射仪研究退火温度和铜元素对渗层组织的作用机理。采用Smile View软件对渗层厚度进行测量。结果表明,在热浸法渗铝时,Cu的添加可以使合金层/X80钢基体界面间的舌齿状形态缩小,使得界面间反应更均匀。当Cu的添加量为1%(质量分数)时,脆性的Fe₂Al₅合金层的厚度最小。随着扩散退火温度的升高,Cu添加量为1%的试样渗层的界面均匀性增加;扩散退火温度≥600℃时,渗层中开始出现极薄的FeAl相层;扩散退火温度≥650℃时,自由层消失,渗层中出现均匀的FeAl层且渗层外侧出现孔洞;扩散退火温度为700℃时,FeAl层中部出现孔洞带,且渗层外侧出现大孔洞。在热浸镀铝熔池中加入1%Cu元素可以使扩散退火过程中Al原子和Fe原子间的迁移速率差值减小,进而降低Al原子和Fe原子间的浓度梯度。原子间浓度梯度的降低,使得界面间反应更均匀,从而避免渗层中孔洞的出现。     

表面活性剂对热浸镀锡液与镀件表面改性的影响

表面活性剂经复配后使其沸点高于金属液的使用温度,与卤系盐的助镀剂合用,能减少金属液表面的氧化皮和气体夹杂,降低表面张力,增加流动性。改善了固－液界面的润滑性和镀层形成时金属液的铺展漫流性能,提高产品质量,降低金属的损耗。     

X80钢与WPHY80钢的焊接工艺研究

通过对西气东输二线管道工程站场与阀室建设中X80钢与WPHY80钢焊接性能的研究,按照Q/SYGJX 0121-2008<西气东输二线管道工程站场管网焊接技术规范>要求,制定了焊接工艺方案.根据现场施工特点,采用钨极氩弧焊根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面.研究结果表明,提出的焊接工艺符合相关技术标准要求,在管线建设的站场施工中可以进行实际焊接.     

交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试,分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验,并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测,分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法,对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移,交流电流密度小于100A/m²时,负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大;交流电流密度大于100A/m²时,腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律,阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V（vs. SCE）负移至–0.928 V时,面积为6.5、1.0 cm²试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m²减小至0.051、0.036?·m²。交流电流密度从0...     

酸性土壤中的模拟滞留液溶液对X80钢腐蚀行为的影响

采用矩形剥离缝隙模型,原位测量了酸性鹰潭土壤模拟溶液中的剥离区滞留液的成分变化,选配了剥离体系腐蚀前期和后期的模拟滞留液溶液,并通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱和微观形貌分析对其腐蚀性进行评价。结果表明,剥离体系腐蚀后期滞留液的Cl-,Na+,K+含量升高,溶解氧含量减少、pH降低,其腐蚀电流密度升高,电荷转移电阻Rct减小,保护性腐蚀产物膜受到破坏,点蚀程度明显加重。相较本体溶液和前期滞留液,后期滞留液的腐性更严重。     

退火工艺对热镀锌440MPa级IF-HS钢表面氧化物的影响

应用SEM和XPS研究了退火工艺对热浸镀锌440 MPa IF-HS钢(高强度无间隙原子钢)板表面氧化物形貌、尺寸和分布状态的影响.结果表明,随着退火温度的升高和保温时间的延长,钢板表面氧化物数量先增加后减少,尺寸逐渐增大,其成分主要为MnO2、Mn3(PO4)2和NbN,并得出有利于钢板表面浸润性的退火工艺为850 ℃×60 s.     

回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,当回火温度区间为550～650℃时,贝氏体铁素体及粒状贝氏体中板条宽化现象的增强及沉淀强化效应的降低不利于其强度的提高。位错亚结构的变化,Nb、V、Ti的碳、氮化物对位错及亚晶钉扎作用的降低及板条间M-A组元的逐渐分解等组织因素有利于其韧性的提高。当回火温度升高到700℃时,组织中板条宽化现象进一步增强,部分组织发生再结晶而出现多边形铁素体,以及位错密度的降低导致了材料强度和韧性的快速下降。综合考虑X80热煨弯管的强韧性,适宜的回火温度为650℃×1 h。     

电化学噪声技术研究X80钢的点蚀过程

采用电化学噪声(Electrochemical Noise,EN)方法研究了X80管线钢在NaHCO3+NaCl溶液中亚稳态与稳态点蚀特征。结果表明:在含Cl-溶液中,当试样处于点蚀亚稳态,电位与电流噪声具有典型的快速下降或上升,缓慢恢复的暂态峰(Transient)特征,噪声电流峰平均宽约5~10s,而噪声电位峰宽为100s。随着腐蚀时间的延长,亚稳态点蚀噪声峰数量增多,亚稳态点蚀程度加剧;当点蚀由亚稳态发展到稳态初期,电流噪声峰恢复时间变长,与电位噪声峰寿命趋于一致;而随着稳态点蚀的发展,电位与电流峰出现的频率显著增加,电位与电流峰具有很好的相位同步性。     

热变形对低Mo管线钢X80显微组织和相变动力学的影响

在Gleeble-1500热模拟试验机上对低Mo管线钢X80进行了不同热变形条件下的压缩试验,分析了变形温度、变形量和变形速率对材料组织特征和相变动力学的影响,结果表明:随变形温度的降低,低Mo管线钢X80奥氏体(γ)晶界变得不明显,板条贝氏体(LB)变短且数量减少,变形温度对相变动力学的影响不大;随变形量的增加,板条贝氏体和粒状贝氏体(GB)减少而针状铁素体(AF)增多,板条贝氏体束(Bainite Packet)内的M/A岛尺寸减小且分布更加弥散化,相变动力学曲线右移;随变形速率的降低,奥氏体晶界的多边形特征变得不明显,板条贝氏体数量减少,M/A岛尺寸减小且分布弥散化,相变动力学曲线右移。     

热变形对高铌X80管线钢连续冷却转变曲线的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机测定了一种高Mn、高Nb X80管线钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究热变形对连续冷却相变行为的影响.结果表明:变形可以促进多边形铁素体和珠光体相变,抑制针状铁素体相变,同时可以提高相变温度,细化相变组织.变形及冷却过程中Nb(C,N)的析出,降低了奥氏体的稳定性,加速相变,但抑制铁素体晶粒长大,细化室温组织.     

Effect of Nd and La on surface tension and wettability of Sn-8Zn-3Bi solders

Maximum bubble pressure measurement was employed to evaluate surface tension of Sn-8Zn-3Bi- （0-0.15）Nd and Sn-8Zn-3Bi-（0 -0. 15）La solder melts. Wetting balance method was used to measure wetting force and wetting time on Cu substrate of the two group solders. The experimental results show that minute amount of Nd or La addition to Sn-8Zn-3Bi solder causes significant decrease of the surface tension of the solder melts at 200 - 240 ℃ and Nd addition is more effective on reduction of surface tension than that of La. Nd or La addition has the effect on enhancing the wetting force of the solder melts on Cu substrate, which results from the de- crease of interracial tension between the solder melt and Cu substrate. The wetting force reaches the maximum when 0.1% Nd is added to the base alloy. The contact angle between Sn-8Zn-3Bi base solders and Cu substrate decreases with the addition of Nd or La and the minimum of the contact angle is obtained from the solder with 0.1% Nd addition.     

残余元素Sb对X80管线钢力学性能的影响

采用真空感应炉熔炼了不同Sb含量的X80管线钢,探究了Sb在钢中的存在形式及对其显微组织的影响,并通过维氏硬度测试、-20℃夏比冲击试验以及室温拉伸试验,研究了Sb含量对X80管线钢力学性能的影响。结果表明,X80管线钢中的残余元素Sb均匀分布在钢基体中;随着试样中Sb含量从0.0006%增加至0.0980%,钢中铁素体和珠光体的平均晶粒尺寸先增大后减小,钢的维氏硬度先增大后基本趋于不变,冲击吸收能量基本逐渐降低,而抗拉强度和屈服强度先降低再升高后略有降低,屈强比呈先减小后增大的趋势,伸长率略微下降。为保证X80管线钢的力学性能,应尽量减少钢中残余元素Sb含量。     

基于拘束的X80钢裂纹扩展阻力曲线构建

对于管道中的裂纹,由于其裂纹尖端拘束水平低,使用单边缺口弯曲试样、紧凑拉伸试样所测得的裂纹扩展阻力曲线对管道进行断裂评估,得到的结果趋于保守. 文中采用裂纹深度不同的单边缺口拉伸试样,探讨了裂纹深度对裂纹扩展阻力曲线的影响. 采用有限元分析,计算了裂纹深度不同的单边缺口试样的裂纹尖端拘束水平. 最后,基于裂纹尖端的拘束水平,所构建的裂纹扩展阻力曲线能更加准确地表征管道中裂纹的扩展阻力曲线.     

Mg对X80管线钢夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响

在实验室条件下,对X80钢进行了镁处理和热处理试验,分析了镁对钢中夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,镁处理后,钢中钙铝酸盐类夹杂物含量减少,MgO·Al₂O₃夹杂物含量增加。Mg含量进一步增加,钢中会形成MgO夹杂物,导致MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物含量减少。镁处理对钢中硫化物、碳化物和氮化物的类型和含量影响不大。镁处理可使钢中小尺寸夹杂物数量增加,夹杂物尺寸平均值减小。镁处理X80钢热处理后,钢中夹杂物主要为尺寸小于1 μm的MgO·Al₂O₃,具有钉扎晶界的作用,从而使镁处理后试样的奥氏体晶粒尺寸明显减小。     

X80管线钢管焊接技术

介绍我国X80管线钢管焊接性能和焊接工艺,指出焊接工艺存在焊接质量与焊接生产率的矛盾。提出采用电磁搅拌的X80管线钢管焊接技术和电磁搅拌产生方法,解决了X80管线钢管焊接质量和焊接生产效率之间的矛盾。     

激光冲击处理后X80焊接接头表面质量对腐蚀性能的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行强化处理,用金相显微镜、光学轮廓仪分析激光冲击处理前后金相组织与表面粗糙度,并用应力测试仪测试了激光冲击处理前后残余应力和残余奥氏体的变化,分析了激光冲击波改善焊接接头表面质量的机理.结果表明,激光冲击处理后焊接接头表面晶粒细化,表面粗糙度有所提高;激光冲击处理形成了残余压应力,残余奥氏体向马氏体转化;激光冲击处理后表面粗糙度和残余奥氏体对慢拉伸性能的影响起主要作用,内积功下降3.8%;激光冲击处理后应力腐蚀敏感指数I_SCC由50.94%下降至45.10%,残余压应力和晶粒细化是提高其抗应力腐蚀的主要机制.