铬钢在高温还原性含氯气氛中的腐蚀行为

采用热重法并配以SEM／EDX、XRD研究了NF616钢在500—600℃下，含氯还原性气氛中的腐蚀行为。结果表明，材料在两种温度下均发生了腐蚀，在600℃时发生了铬的内氧化并且在外氧化膜／基体界面检测到了氯的存在。合金腐蚀动力学从500℃时的近似抛物线向600℃时的直线转变与氯化物在该温度下的蒸汽压有关。此外讨论了材料发生加速腐蚀的机制。     

干燥及潮湿气氛下高温氧化、腐蚀的热重测定

随着材料科学的发展,热分析技术作为一项重要的表征手段,因其具有普适性而得到广泛应用。本文通过高温指定气氛中的样品氧化实验及循环热重实验,探讨了影响实验结果的几大因素：天平类型,气氛控制,样品放置方式,展示了仪器的卓越性能及热重法在材料氧化、腐蚀、老化研究方面应用。同时对热重技术的应用前景予以展望和预测,如可用于研究抗氧化剂、耐火剂、阻燃剂与添加剂,闪点、燃点、阻燃作用（炭化）、等温分解等诸多问题,也可用于研究材料在氧化、硫化、卤化、碳化等单一或多种腐蚀环境中的腐蚀机理等。     

中性盐雾条件下典型铝合金基底层腐蚀行为研究

为了研究中性盐雾环境条件下铝合金基底层的防护作用及腐蚀规律,以阳极氧化膜、硬质阳极氧化膜、铬化膜以及磷铬化膜4种典型铝合金基底层为研究对象,通过开展中性盐雾试验,分别对上述4种基底层与有机涂层配合使用时,在7075、2A12、6063以及5A06共4种铝合金基体材料上的耐蚀性能以及抗腐蚀扩展性能等进行试验研究,并对其腐蚀规律进行分析,并对无划痕试样的腐蚀外观、附着力以及有划痕试样的最大腐蚀宽度进行测试,获得了以4种铝合金材料为基体的6种铝合金基底层在中性盐雾试验环境下的腐蚀失效情况、附着力变化情况以及不同基底层的抗腐蚀扩展性能测试结果。结果表明：不同铝合金材料类型对基底层的耐中性盐雾性能具有重要影响;铝合金基底层的性能对提高防护体系的耐中性盐雾性能具有重要作用;封闭处理能够显著提高阳极氧化膜、硬质阳极氧化膜的耐蚀性能及与有机涂层的附着性能;附着力水平不是涂层体系耐蚀性能的决定性因素。     

铀部件贮存容器内气氛控制方法研究

目的研究不同气氛控制方法对铀部件贮存容器内气氛演化及铀部件腐蚀情况的影响,获得优化的气氛控制方法。方法采用虚拟表面反应的方法建立铀材料与环境气氛反应、有机材料释放水分、干燥剂吸水的计算方法,计算提高容器密封性能、干燥剂及分散放置、有机材料干燥剂处理等气氛控制措施单独使用及联合使用的7种工况下容器内湿度控制及氧含量情况,以及铀部件的腐蚀增重情况,对比分析了各种气氛控制措施的效果。结果经研究可知,对于含铀部件的贮存容器,仅提高其密封性能反而会导致容器内缺氧,从而加速铀部件的腐蚀;放置干燥剂是较好的气氛控制方式,分散放置的效果更好;采用分散放置干燥剂的同时对有机材料进行干燥处理的气氛控制措施效果最好,不仅铀部件的腐蚀速率最低,而且可以长时间保持有氧低腐蚀速率状态。结论得到了含铀部件贮存容器内多组分气氛演化规律及铀部件腐蚀情况变化的计算方法,对比研究了多种气氛控制方法在气氛控制及降低铀部件腐蚀方面的效果,获得了优化的气氛控制方法。     

燃煤电厂锅炉防护用新型高铬镍基合金涂层抗氧化、硫化及热腐蚀性能和机理研究

在锅炉防护用涂层材料的研制及其抗高温腐蚀性能和机理的研究方面作了一些探索性的工作。在国内首次设计并研制成功铬含量在40wt％以上的新型高铬镍基合金,并将其制备成可供电弧喷涂用的丝材。 采用电弧喷涂技术制备出新型高铬镍基合金涂层。对其抗高温氧化、抗H_2S、SO_2腐蚀以及抗热腐蚀的性能和机理进行了系统研究,得到如下结论:(1)在大气环境下,较高的Cr含量使涂层发生了选择氧化,在表面形成了连续的Cr_2O_3氧化膜,它对元素的扩散可起到有效的抑制作用。(2)在SO_2/O_2(1:4)气氛下,涂层表现出优秀的抗硫氧化物腐蚀性能。发现Cr在涂层中所起的作用为:①形成Cr_2O_3保护层以抑制元素的扩散;②捕获Ni_3S_2中的S,从而减少了低熔点共晶体Ni-Ni_3S_2的出现。(3)在H_2S(10％)气氛下,涂层表现出优异的抗硫化腐蚀性能。发现Cr元素对镍基合金抗高温硫化性能的提高是通过在腐蚀产物内层形成富铬区(Cr以硫化物的形式存在)来实现的,该富铬层的存在应能起到抑制涂层未腐蚀部分金属元素向外扩散和腐蚀介质向内侵入的作用。(4)在Na_2SO_4/K_2SO_4(7:3)盐膜作用下,涂层表现出优异的抗热腐蚀性能。较高的Cr含量使得该高铬镍基合金涂层位于表面Ni的硫化物下面的部分发生了选择氧化,形成了连续的Cr_2O_3氧化膜,从而有效地     

颗粒增强铝基复合材料阳极氧化与耐蚀性的研究

基体中加入与铝合金基体电位不同、高体积分数的碳化硅和石墨颗粒增强材料,可能导致材料的耐蚀性降低.采用盐雾腐蚀和硬质阳极氧化方法对4种喷射沉积制备的颗粒增强铝基复合材料和一种喷射沉积锭坯颗粒增强铝基复合材料的腐蚀行为及阳极氧化工艺进行了研究.结果表明,颗粒增强铝基复合材料具有较高的腐蚀率,腐蚀形态均为明显的点蚀;在适当阳极氧化工艺条件下,颗粒增强铝基复合材料表面可以制得优良耐蚀性的硬质阳极氧化膜.     

几种有机材料挥发气氛的分析

一、前言锌、镉镀层与某些有机材料一同存放,表面逐渐被腐蚀形成"白霜".根据各工厂腐蚀试验的结果表明,黄腊绸、黄腊管、醇酸磁漆、酚醛磁漆、酚醛塑料、木材等对锌、镉镀层的腐蚀比较严重.据对上述材料挥发气氛的定性分析结果表明,对锌、镉镀层腐蚀最严重的黄腊管、黄腊绸、醇酸磁漆的挥发气氛中都含有甲酸,木材的挥发气氛中含有乙酸及微量甲酸.本文对上述材料挥发气氛的定性分析方法,气氛中甲酸、乙酸的定量分析方法进行了研究.     

镍基3YC51合金高温高压湿H_2S环境中应力腐蚀和高温氧化行为

为了探讨酸性油气田腐蚀环境中油气管材料的腐蚀性能,自制了3YC51镍基耐蚀合金,分别采用高温高压釜和同步热分析仪对其在高温高压湿H2S环境下的耐蚀性能和1 300℃恒温空气中的高温氧化行为进行了研究。结果表明:3YC51合金在试验条件下具有优良的耐均匀腐蚀和应力腐蚀性能;3YC51能满足酸性油气环境对金属材料的使用要求。合金氧化分2个阶段,初始氧化温度为1 047℃,在1 153℃和1 287℃分别出现氧化极值点,氧化增重呈抛物线形状,具有较高的初始氧化温度和较好的抗高温氧化性能。     

P110与P110S钢在套管环空液中的腐蚀行为研究

为进一步提高油气田勘探开发效率,通过腐蚀速率、腐蚀产物及微观形貌分析,分别研究了P110和P110S 2种钢材料在油田注采井套管环空液中于高温、中温及低温条件下的腐蚀行为.结果 表明:2种钢材料在同样温度和环空液条件下腐蚀表现基本一致,一套环空液中P110与P110S最大腐蚀速率均为0.65 mm,二套环空液中2种材料的腐蚀速率在100℃时达到最大值,P110最大腐蚀速率为0.04 mm/a,P110S最大腐蚀速率为0.03 mm/a.同时,3D形貌仪分析显示2种材料在一套环空液中于140℃腐蚀后表面有局部腐蚀的初期迹象.最后,进行了CO2渗入条件下P110S钢材料腐蚀行为及机理研究,结果显示CO2渗入加剧了高温条件下钢材料的腐蚀速率,并且得出其发生局部腐蚀的机理是CO2电化学腐蚀.     

G105钻杆材料多元腐蚀行为研究

通过正交表设计实验,利用高温高压釜腐蚀实验并辅以失重法,研究了温度、Cl-浓度、S2-浓度和HCO3-浓度对G105钻杆材料多元腐蚀行为的影响。采用体视显微镜和SEM观察腐蚀形态和产物膜形貌,同时利用X射线能谱分析仪(EDS)进行产物膜成分分析。结果表明,在实验研究范围内,NaHCO3浓度是最大的影响因素,其次是温度和Na2S浓度,NaCl浓度的影响最小;腐蚀环境严重影响腐蚀速率;在60℃,NaCl浓度为5g/L,Na2S浓度为7g/L以及NaHCO3浓度为1g/L环境下,G105钻杆材料的腐蚀以NaHCO3引起的腐蚀为主;在60℃,NaCl浓度为50g/L,Na2S浓度为30g/L以及NaHCO3浓度为30g/L环境下,G105钻杆材料的腐蚀以Na2S引起的腐蚀为主。     

Creep behaviour of P91/GTR-2CM/12Cr1MoV dissimilar joint predicted by the modified Theta method

Creep behaviour of P91, 12Cr1MoV steels and the P91/12Cr1MoV dissimilar joint were investigated at 823 K. Results show that the creep strength of P91 is much higher than 12Cr1MoV and than the dissimilar joint. The stress dependence of minimum creep rate and rupture life for both steels and the dissimilar joint obeyed Norton’s power law. The values of stress exponent are similar for 12Cr1MoV steel and the dissimilar joint in high stress region, indicating similar creep mechanism. However, the creep behaviour at 140 MPa for the dissimilar joint showed deviation from the other higher stresses, indicating different creep mechanism as the stress is decreasing. Microstructure showed that creep ruptured on the 12Cr1MoV side of the dissimilar joint as conducted in the high stress region, whereas ruptured on the carbon decarburized zone as conducted in the low stress region. Fracture location changed from 12Cr1MoV base metal to inter-critical heat affected zone as the creep time going. A modified theta equation was proposed to predict the creep behaviour, and the random errors from fitting to experimental creep data were smaller than obtained from the traditional theta method. The predicted creep behaviour showed good agreement with experimental ones.     

Corrosion of Iron and Four Commercial Steels in a Cl-Containing Oxidizing Atmosphere at 500～600℃

The corrosion behaviors of Fe and four commercial steels with different Cr contents were investigated in an oxidizing atmosphere containing HCI at 500～600℃, which simulated the environment to which materials are usually exposed in waste incineration. All the test materials underwent an accelerated corrosion in this atmosphere and small amounts of chlorine could be detected at the metal/scale interface. The corrosion mechanism is discussed on the basis of thermodynamic considerations for the reactions between metals and mixed O-CI gases.     

Corrosion of Iron and Four Commercial Steels in a Cl-Containing Oxidizing Atmosphere at 500℃～600℃

The corrosion behaviors of Fe and four commercial steels with different Cr contents were investigated in an oxidizing atmosphere containing HCl at 500~600℃, which simulated the environment to which materials are usually exposed in waste incineration. All the test materials underwent an accelerated corrosion in this atmosphere and small amounts of chlorine could be detected a t the metal/scale interface. The corrosion mechanism is discussed on the basis of thermodynamic considerations for the reactions between metals and mixed O-Cl gases.     

Stress Corrosion Cracking and Blue Brittleness of Rotor Steels in High Temperature Aqueous Solutions

The tensile behaviors of two bolt steels 20Cr12NiMoWV and 25Cr2MoV, and rotor steel 30Cr2Ni4MoV used in a nuclear power plant were studied at different temperatures up to 280 degreesC in air and aqueous solution. The results showed that blue brittleness occurred near 230 degreesC and 180 degreesC for steels 30Cr2Ni4MoV and 25Cr2MoV, respectively. No blue brittleness was found for the steel containing higher Cr content. Susceptibility to stress corrosion cracking.(SCC) for the steels in aqueous solution at the test temperatures was very low except at the blue brittleness temperature. At the blue brittleness temperatures, however, the susceptibility to SCC was very high.     

Carbon diffusion in dissimilar joints between P91 and 12Cr1MoV steels welded by different consumables at high temperature

Three consumables: 9CrMoV(N), R31, and GTR-2CM are considered in welding P91 and 12Cr1MoV together. The stable phases and carbon activities of the involved materials were calculated by THERMO-CALC. Carbon diffusion after aging for varying times at 700°C was simulated by dispersed multiphase model in DICTRA. The usage of different weld metals causes different carbon concentration profiles near weld interfaces both on the P91 and 12Cr1MoV sides, driven by their carbon activity difference. Mole fractions of carbides varying with distance were investigated, showing that the formation of carbon-depleted zone (CDZ) and carbon-enriched zone (CEZ) is related to the dissolution and precipitation of M₂₃C₆ carbides. To validate the simulation results, the microstructure and hardness near the interface between P91 base and GTR-2CM weld metal were studied. Good agreements on the widths of CDZ and CEZ between modelled and experimental results were obtained.     

模拟油气田环境下抗硫管的腐蚀行为对比

为了对比国产和进口抗硫管在模拟工况低H2S含量环境下的腐蚀性能及抗开裂敏感性,采用高温高压失重法和应力腐蚀开裂四点弯曲加载法,并结合扫描电镜、能谱以及X射线衍射分析技术对80钢级国产钢管、80钢级进口钢管和95钢级进口钢管进行了试验研究,从而为油气田实际选材提供理论依据.结果表明:在低温低H2S分压环境下,材料成分中铬...     

40CrNiMoA钢表面复合强化后高速干摩擦下的磨损性能

采用石墨和Cr12MoV电极分别对40CrNiMoA表面进行强化处理,然后用离子束增强沉积(IBED)涂覆Cu,形成表面复合强化层.选择滑动摩擦速度为100m/s,实验力为20N,考察了40CrNiMoA复合强化后与1Cr18Ni9Ti不锈钢摩擦副在高速滑动干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并用SEM观察分析了磨损表面.结果表明:高速滑动干摩擦下,复合强化层具有减摩耐磨性能,Cr12MoV Cu复合强化后比未处理试样的耐磨性提高4倍以上.Cr12MoV Cu和石墨 Cu复合强化后的摩擦系数平均值为0.05左右,而未处理试样为0.1.磨损形式为磨粒磨损和严重的塑性变形,并有少量的剥落,表面存在微裂纹与熔斑.     

不同腐蚀环境下压力容器材质耐蚀性评价

结合塔河油田实际情况,通过对压力容器拟选用的5种材料20、20G、Q345、A333、Q245分别进行CO_2+H_2S共同控制环境、H_2S主控腐蚀环境和CO_2主控腐蚀环境3个环境下的腐蚀失重试验,并对经过试验的挂片进行扫描电镜(SEM)观察和能谱(EDS)分析。结果显示:选取的5种材质的挂片在CO_2+H_2S共同控制环境和H_2S主控腐蚀环境的腐蚀速率均小于0.1 mm/a,且比CO_2主控腐蚀环境条件下的腐蚀速率小;在H_2S+CO_2共同控制的腐蚀环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为Q345>20>Q245>A333>20G;在H_2S腐蚀为主的环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为20>20G>Q245>Q345>A333;在CO_2腐蚀为主的环境中,5种材质腐蚀速率大小依次为Q345>A333>20G>20>Q245。根据试验结果,不同腐蚀环境下5种材料的防腐蚀性能均不同,结合现场实际工况,对压力容器材质进行相应的选材。     

耐蚀油套管管材的国内外研究现状

世界油气田中大约1/2含有H2S和CO2气体,针对CO2/H2S腐蚀所采取最安全的防护措施是使用耐蚀油套管材料。本文综述了国内外抗腐蚀油套管管材的研究现状,详细介绍了低碳钢、低合金钢、低碳3-5wt.%Cr钢、13Cr和超级13Cr不锈钢的冶金成分、组织结构及抗CO2/H2S腐蚀,特别是抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)的性能。指出了耐蚀油套管管材在CO2/H2S油气田应用的不足之处及在以后研发过程中有待解决的问题。     

低Cr耐蚀管材的国内外研究进展

低Cr耐蚀管材在冶炼过程中加入少量的Cr和微量合金元素,在成本增加很少的情况下具有良好的抗CO2及H2S腐蚀性能.综述了国内外低Cr耐蚀油套管、集输管线材料的研究现状,详细介绍了低Cr钢抗CO2/H2S均匀腐蚀、局部腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂(SSC)的性能及影响因素,同时介绍了低Cr钢对缓蚀剂缓蚀效率的影响及使用的经济性,指出了国内研制开发的低Cr耐蚀管材与国外的差距及需要采取的措施,并展望了其在国内油气田的应用前景及发展方向.