X70管线钢近中性环境氢致开裂与阳极溶解的关系

采用慢速率拉伸试验(SSRT)方法及电化学测量技术,研究了阴极电位下X70钢在某种近中性介质中的应力腐蚀开裂(SCC)机理.试验表明,在近中性介质中,随着电位的降低,管线钢的SCC敏感性增强.但当电位低于某一范围后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值的降低,管线钢的腐蚀速率增大,敏感电位区间负移.分析表明,在近中性介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,氢的渗入可能与氢的还原过程及管线钢阳极溶解密切相关.适宜的电位可以使阳极溶解和氢的联合作用增强.增强应力腐蚀开裂倾向.     

氢对黄铜应力腐蚀开裂敏感性的影响

氢对黄铜应力腐蚀开裂敏感性的影响乔利杰，徐荣杰，刘辉，褚武扬，肖纪美（北京科技大学北京１１０８３）１引言对氢致开裂型的应力腐蚀，阴极反应进入金属的氢控制了应力腐蚀裂纹的形核和扩展过程；对阳极溶解型的应力腐蚀，虽然阳极溶解过程控制了应力腐蚀的形核和扩展...     

不锈钢应力腐蚀开裂综述

应力腐蚀开裂一直以来是不锈钢领域的重要研究课题,也是许多行业亟需解决的工程问题。应力腐蚀开裂是材料、环境和应力三者相互作用的结果,由于其复杂性,目前人们对不锈钢发生应力腐蚀开裂的机理尚存在许多不同的见解,但是经过近一个世纪的研究,从材料选择、环境控制等方面入手,预防不锈钢发生应力腐蚀是能够达到的。综述了应力腐蚀开裂的特征、机理和三个影响因素(应力、材料和环境)。对应力腐蚀的阳极溶解机理和氢致开裂机理进行了概述,阐述并探讨了不锈钢应力腐蚀开裂的滑移溶解机理、氧化膜开裂机理以及氢致开裂机理。归纳了组织结构对不锈钢应力腐蚀的影响,分析了材料成分如(Ni、Mo和N)的添加与应力腐蚀敏感性的关系,总结了环境因素在应力腐蚀中的作用,对特定介质中不锈钢的应力腐蚀规律进行了归纳,并探讨了温度变化对不锈钢应力腐蚀的影响。介绍了近年来关于控制不锈钢应力腐蚀开裂方法的研究进展,如晶界工程、细化晶粒以及涂层等。最后展望了不锈钢应力腐蚀开裂未来的研究方向。     

镁合金应力腐蚀开裂研究进展

镁合金在腐蚀性环境中常常发生应力腐蚀开裂失效问题。论述了镁合金应力腐蚀开裂的机理,以及阳极溶解、氢致开裂、应力作用等主要诱因,从提高成分品质、进行表面处理、降低及消除应力、优化组织控制(尤其是组织超细化)等方面简介了国内外应对镁合金应力腐蚀开裂的最新措施,并指出了目前在提高镁合金抗应力腐蚀开裂性能的研究发展方向及亟待解决的问题。     

pH值对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀行为的影响

通过慢应变速率拉伸试验方法,研究了在室温下不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液对CLAM钢扩散连接接头应力腐蚀开裂行为的影响。通过光学显微镜对试样的母材和接头处的微观组织进行了观察,并利用扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析,判断试样在不同pH值的3.5 mass%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性大小。通过观察宏观断口发现:无论在酸性、碱性或中性溶液中,试样均在母材部分断裂,且均出现了不同程度的颈缩现象。SSRT结果以及断口形貌分析结果表明:在室温下,CLAM钢在酸性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,其应力腐蚀机理为氢致开裂型;在中性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性居中,其应力腐蚀机理为阳极溶解和氢致开裂共同作用;在碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较小。     

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。     

氢对304不锈钢阳极行为的影响

<正> 虽然奥氏体不锈钢在42％MgCl_2沸腾溶液中的应力腐蚀并不是由氢致开裂引起的,但在应力腐蚀过程中生成的氢可以进入试样并可在裂纹前沿富集。为澄清进入试样的氢是否对阳极溶解过程产生促进作用,曾有人用失重法、晶间腐蚀和极化曲线变化等研究氢对阳极行为的影响,并得出氢促进阳极溶解的结论。应当指出,充氢试样的阳极电流包括了氢的氧化电流,因此充氢后阳极电流的增大并不证明氢促进了阳极溶解过程。虽然失重法能反映氢的促进作用,但只适用于腐蚀较为严重的情况。     

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.     

X70钢焊接接头在近中性溶液中应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜以及电化学测量技术研究了X70管线钢焊接接头在近中性模拟土壤溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。在试验溶液中,随着外加极化电位降低管线钢SCC敏感性增强,电位负移到一定电位值后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值降低,腐蚀速率增大,敏感电位区间负移。施加阴极电位时,在试样断口观察到明显的准解理脆断特征,断口和柱面有穿晶SCC裂纹。分析了焊接接头试样HAZ的SCC机理,在试验介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,适当的电位可以使阳极溶解和氢致开裂的联合作用达到最大,从而造成较严重的应力腐蚀开裂。     

不锈钢在酸性氯离子溶液中的应力腐蚀开裂机理与缓蚀剂研究

<正> 本文对不锈钢于酸性氯离子溶液中的应力腐蚀开裂机理和应力腐蚀的缓蚀剂进行了研究。研究表明奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中发生应力腐蚀开裂时处于活性阳极溶解状态,其应力腐蚀开裂机理既不能用钝化膜破裂-再钝化理论解释,同时也不能用氢脆理论解     

氢对LC4高强铝合金应力腐蚀断裂的影响

采用慢应变速率拉伸试验研究了氢在LC4高强铝合金应力腐蚀断裂过程中的作用。结果表明，LC4合金在干燥空气中不发生应力腐蚀断裂，而在潮温空气中发生应力腐蚀断裂，在潮湿空气和阳极极化条件下，铝合金的应力腐蚀断裂机理是以阳极溶解为主，氢几乎不起作用，在预渗氢或阴极极化条件下，氢脆起主要作用，预渗氢时间延长可加速LC4合金的应力腐蚀断裂。     

超高强度钢37SiMnCrNiMoV应力腐蚀过程中声发射信号的研究

采用AE技术对超高强度钢37SiMnCrNiMoV在3.5%NaCl 溶液中的SCC行为进行研究.证明在裂纹的稳定扩展区内,裂纹是间歇,跳跃式的扩展.发现 腐蚀裂纹尖端的应力强度因子处于0.7KIC和0.23KIC时,平均每次声发射事件 对应的裂纹扩展量相近;应力强度因子处于035 KIC时,平均每次声发射事件对应 的裂纹扩展量较大;声发射事件的发生频率随应力水平的增加,有很大的增加.腐蚀裂纹扩 展的全过程存在两种不同的声发射信号.还证明了37SiMnCrNiMoV的应力腐蚀裂纹扩展过程 中,氢脆起着主要的作用.提出了计算腐蚀裂纹稳定扩展区内声发射事件累积数的公式.     

颗粒增强SiCp／2024铝基复合材料的应力腐蚀断裂行为

通过双悬臂梁试样试验和慢应变速率拉伸试验，研究了ＳｉＣｐ／２０２４铝基复合材料在ＮａＣｌ水溶液中的庆力腐蚀断裂行为，并探讨了增强体的存在对材料ＳＣＣ行为的影响。发增强体的存在并未使材料的ＳＣＣ机理发生本质上的变化，但使复合材料的ＳＣＣ抗力明显高于普通铝合金的。     

环境断裂机理及控制措施

依据作者所在集体的研究结果,对材料环境断裂这种事故,仿医学,先简述“机理”,然后从事例介绍“控制措施”,这类似于“病理”及“医治案例”。     

X70管线钢焊缝应力腐蚀破裂的研究

采用慢应变速率试验、扫描电镜试验研究了X70管线钢焊缝拉伸试样在通5％CO2 95％N2的NS4溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。施加阴极电位时，在试样断口观察到明显的准解理断裂特征，断口和柱面有穿晶SCC裂纹。在自腐蚀电位和阳极电位条件下，SCC敏感性很低。在所研究的电位区间，总体趋势是随电位正向增加，断面收缩率、断裂时间和延伸率增加，而断口部位SCC裂纹平均扩展速率减少、即SCC敏感性降低。并利用显微组织变化和电化学理论分析了焊缝试样HAZ的SCC机理。     

En24钢在海水中的应力腐蚀

用恒位移弯曲试验,慢应变速率试验、动电位扫描和浸蚀试验研究了En24钢在海水中的应力腐蚀特性。结果表明,En24钢的环境敏感断裂倾向随强度降低而降低;强度低于临界值,则不出现应力腐蚀裂缝。外加电位对En24钢的环境敏感特性有重要影响,裂缝扩展平台速度于-900mV处出现极小值。依据裂缝扩展动力学、断口形貌、物理冶金参数和电化学等方面的判据,认为En24钢在海水中的应力腐蚀与电位密切相关。低于-900mV,属氢致开裂;高于-900mV,则由阳极溶解过程所制约;在一定电位范围内,不排除两种机理共同作用的可能性。     

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。     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

低碳钢及焊缝硝酸盐露点腐蚀开裂研究

用U形恒应变实验方法，研究了20 g、16MnR、Q235-A 材及焊接材料浸泡在不同浓度硝酸铵溶液中的开裂敏感性，同时也讨论了硫的氧化物对硝酸盐露点腐蚀开裂敏感性的影响.结果表明：焊接材料比基材更易于发生硝酸盐露点腐蚀开裂，20 g比16MnR、Q235-A在硝酸盐中有更低的开裂敏感性，硫的氧化物增加了开裂敏感性.在此基础上，还探讨了硝酸盐露点腐蚀开裂的类型和机理.