316LN奥氏体不锈钢在含Cl-溶液中的腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸法以及电化学方法,通过与316L奥氏体不锈钢进行对比,研究了316LN奥氏体不锈钢在不同温度(25,50℃)和不同腐蚀介质(质量分数为3%的NaCl溶液、质量分数为6%的FeCl₃溶液)中的应力腐蚀开裂和电化学腐蚀行为。结果表明：316LN钢在含Cl^-溶液中的应力腐蚀敏感性低于316L钢;316LN钢在NaCl溶液中发生钝化-击穿行为,而在FeCl₃溶液中则呈现活性溶解特征,阻抗谱均为单一容抗弧特征,且温度越高,316LN钢的自腐蚀电流越大,容抗弧半径和电荷转移电阻越小。316LN钢的耐腐蚀性能优于316L钢。     

喷丸处理对AISI304钢焊缝在NaCl水溶液中应力腐蚀行为的影响

对AISI304不锈钢氩弧焊缝表面进行了喷丸处理,通过光学显微镜和扫描电镜对材料表面及断口的微观组织进行了观察,用X射线应力衍射仪测试了喷丸处理前后试样的残余应力,并进行了在NaCl水溶液中的应力腐蚀试验。结果表明:喷丸处理前,AISI304不锈钢焊缝在NaCl溶液中具有明显的应力腐蚀开裂敏感性,应力腐蚀裂纹断口表现为脆性断裂,属于穿晶型裂纹;喷丸处理后表面获得了组织细化的硬化层,残余压应力有极大提高,有效地降低了不锈钢焊缝的应力腐蚀开裂倾向。     

304奥氏体不锈钢在酸性氯离子溶液中应力腐蚀性能的研究

采用慢应变速率拉伸实验研究了304奥氏体不锈钢在60℃时,不同氢离子浓度的NaCl溶液中的应力腐蚀性能。实验结果表明,随着氢离子浓度的增大,304不锈钢的应力腐蚀敏感性增强,但是当氢离子浓度达到一定程度时,应力腐蚀敏感性显著下降,这是由于当氢离子浓度过大时,均匀腐蚀的作用优先于应力腐蚀作用成为主导。在这种阳极溶解型应力腐蚀开裂中,氢和应力的交互作用增加了304不锈钢在酸性氯离子溶液中的应力腐蚀敏感性。     

淬火温度对45钢淬火开裂的影响

对直径为8 mm的密封螺塞用锻造正火态45钢棒进行(750～880)℃×15 min淬火和550℃×30 min高温回火处理,研究了不同淬火温度下试样的显微组织、断口形貌和硬度,分析淬火温度对开裂的影响,并对热处理工艺进行优化。结果表明：当淬火温度为750,780℃时,淬火后试样均未发生开裂,而当淬火温度为800～880℃时均发生了开裂;随着淬火温度的升高,组织中铁素体减少,晶粒尺寸增大,硬度先升高后降低;在800～830℃淬火时,淬火开裂的原因为过冷奥氏体在马氏体转变相区冷却速率过大,组织应力在试样外层集中,裂纹以沿晶和穿晶混合方式扩展;在850～880℃淬火时,淬火温度较高,晶界弱化,在组织应力与热应力的共同作用下裂纹沿晶界扩展。在830℃淬火前增加3～5 s室温缓冷工序再回火后45钢既可获得最佳的回火索氏体组织与较高的硬度,又可避免淬火开裂。     

20钢在不同介质中的硫化物应力腐蚀开裂敏感性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了20钢在不同介质(分别含有不同组合的CH3COOH、NaCl和Na2S2O3混合溶液)中的应力腐蚀开裂行为,并探讨了pH、Cl-和S2O32-对该钢应力腐蚀开裂的影响。结果表明:CH3COOH、NaCl和Na2S2O3均对20钢的应力腐蚀开裂都起促进作用,三者之间还具有协同作用;该钢在10-3 mol·L-1 Na2S2O3+5%NaCl+0.5%CH3COOH溶液中的应力腐蚀开裂敏感性最强。     

温度对X70管线钢在碱性溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了温度对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响,并利用扫描电镜分析了不同温度下的拉伸断口形貌.结果表明:温度对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC行为影响较大且很复杂;在低温下(20～30℃),X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC敏感性较大,机理为阳极溶解与氢致开裂混合机理;在50℃以上的高温区,X70管线钢的SCC敏感性也较大,机理为腐蚀膜导致的断裂;在40℃附近,X70管线钢的应力腐蚀以溶解形式为主,SCC敏感性较低.     

洗衣机不锈钢滚桶开裂失效分析

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段对1Cr17不锈钢洗衣机滚桶开裂原因进行了分析。结果表明:其开裂性质为沿晶应力腐蚀开裂;开裂处晶界存在第二相是滚桶开裂的内因,母材成分中铬含量偏低降低了材料的抗蚀性能及韧性,开裂处存在内应力是开裂的外因。     

35CrMo钢在酸性H_2S环境中的应力腐蚀行为与机理

通过模拟油田井下低浓度H2S的工作环境,采用电化学技术研究35CrMo钢在不同pH的H2S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸试验和U形弯试样浸泡试验研究35CrMo在不同pH和温度条件下的H2S介质中的应力腐蚀开裂行为与机理。结果表明,35CrMo钢在酸性H2S环境下SCC敏感性较高,随着介质的pH降低,35CrMo钢的应力腐蚀敏感性增加,腐蚀速率加快。pH降低能够较大地促进35CrMo钢阴极过程的进行,导致腐蚀速率和充氢电流密度均相应增大,从而导致局部阳极溶解作用和氢脆作用增大。在温度为15~90℃,35CrMo钢应力腐蚀敏感性不同,35℃和90℃条件下的应力腐蚀敏感性大。在酸性H2S环境下35CrMo钢的应力腐蚀机制是以氢脆为主,阳极溶解为辅的协同机制。     

高载小幅波动对X80管线钢近中性pH土壤应力腐蚀开裂的影响研究

在模拟近中性pH土壤腐蚀环境的NS4溶液中,通过高载小幅拉-拉交变载荷条件下的应力腐蚀开裂试验,研究了高载小幅波动载荷对X80钢管焊缝材料近中性pH土壤应力腐蚀开裂的影响。结果表明,载荷波动会促进应力腐蚀开裂裂纹扩展,最大应力给定时,应力比R越低,应力波动幅度越大,裂纹扩展速率越快。在应力水平较高时,应力比变化对应力腐蚀开裂速率的影响程度要明显大于应力改变带来的影响。故对在役X80高强度管道,要尽可能控制压力波动,以降低管道发生近中性土壤应力腐蚀开裂失效风险。     

5356铝合金过渡端框电弧增材制造及组织与性能

研究电弧熔丝增材制造5356铝合金运载火箭过渡端框工艺,探讨不同热输入与热处理温度对堆积金属组织与性能的影响,增材制造了过渡端框模拟件。结果表明,5356铝合金的显微组织主要为α(Al)相基体与β(Al8Mg5)增强相。增材制造过程中的热输入从113.4 J/mm增加至356.4 J/mm时,5356铝合金中α(Al)相晶界处的粗大β(Al8Mg5)相增多,导致金属抗拉强度、延伸率均显著降低。固溶处理有利于提高5356铝合金的力学性能。固溶处理温度由350℃提高至450℃时,5356铝合金中的α(Al)相晶粒细化,其晶内的细粒状β(Al8Mg5)相增多并呈弥散分布,且α(Al)相晶界处的β(Al8Mg5)相减少,使得细晶强化与沉淀强化效果逐渐显著,5356铝合金强度及韧性提高。根据5356铝合金过渡端框的结构特点,将其划分为底部支撑圆环、环-扇形组、环-加强筋组3个区域依次增材制造。为了减少成形件的变形,改变底部支撑圆环增材制造的起弧位置,环-扇形组采用对称分块成形。对成形的5356铝合金过渡端框模拟件进行三维尺寸测量,结构误差在3.58 mm之内,具有较高的成形精度。     

不同时效状态下Al-Zn-Mg-Zr-Sc合金的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸试验研究了单级和双级时效态Al-Zn-Mg-Zr-Sc合金在不同应变速率以及不同腐蚀介质条件下的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,观察了断口形貌,讨论了应变速率和时效状态对合金SCC敏感性的影响。结果表明:应变速率和时效状态对合金SCC敏感性的影响很大,低应变速率下合金的SCC敏感性指数均大于高应变速率下的;单级时效态合金的应力腐蚀敏感性指数均大于双级时效态合金的;合金经双级时效处理后,晶界沉淀相粗化,可有效降低吸附于晶界的氢原子浓度,使合金的耐应力腐蚀性能提高。     

敏化对304L不锈钢在高温NaOH溶液中应力腐蚀开裂的影响

通过慢应变速率拉伸试验和扫描电镜研究了敏化对304L不锈钢在高温下不同浓度NaOH溶液中应力腐蚀开裂的影响。结果表明:经敏化后该钢在不同温度和浓度NaOH溶液中的抗应力腐蚀开裂性能显著下降,其中温度的影响比浓度更为显著;性能下降的主要原因是敏化后碳化物沿晶界析出,形成了贫铬区。     

湿H_2S及Cl~-环境下FV520B不锈钢的应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率拉伸试验研究了FV520B马氏体沉淀硬化不锈钢在湿H_2S、NaCl及湿H_2S+NaCl腐蚀环境下的应力腐蚀开裂敏感性,并讨论了介质浓度对应力腐蚀行为影响。结果表明:FV520B钢在湿H_2S+NaCl环境中的应力腐蚀敏感性最大,随H_2S浓度升高,FV520B钢抗拉强度和断后延伸率降低,应力腐蚀敏感性增大。FV520B钢在湿H_2S+NaCl腐蚀环境的恒位移加载应力腐蚀试验表明:湿H_2S+NaCl腐蚀介质能够显著降低FV520B钢的断裂韧性,随H_2S浓度升高,应力腐蚀临界应力强度因子KISCC减小;试样断口形貌分析表明,在湿H_2S+NaCl腐蚀介质中SCC试样断口呈准解理形貌,为氢脆型应力腐蚀开裂,Cl-具有一定的诱导促进作用。     

不同淬火介质下2A12铝合金的剥层腐蚀研究

2A12铝合金试样固溶加热后,通过水冷、油冷、风冷和空冷方式淬火。依据HB 5455—1990《铝合金剥层腐蚀试验方法》配制试验溶液,对试样进行腐蚀,通过目测和金相组织观察试样的腐蚀特征,随着冷却速率的降低,耐腐蚀性能下降,水冷、油冷试样产生点蚀,风冷和空冷试样产生剥层腐蚀。沿晶界析出相、晶界缺陷和杂质的偏聚形成腐蚀电池,材料晶粒沿变形方向被拉长,腐蚀性氯离子达到一定的浓度,这是产生剥层腐蚀的3个必要条件。腐蚀沿着晶界进行,并在晶界产生大量的腐蚀产物,使晶粒之间形成较大的张应力,使晶界产生微裂纹,因此,剥层腐蚀具有应力腐蚀的特征。试验证明:剥层腐蚀是一种特殊的晶间腐蚀,一般是由表面颗粒边界开始,沿着与表面平行的晶界方向发生沿晶腐蚀,并在内应力的协同作用下,试样产生层状剥落现象。     

用小冲杆试验法评估304L不锈钢的应力腐蚀敏感性

利用小冲杆试验对304L不锈钢进行了应力腐蚀敏感性评估,研究了加载速度和腐蚀介质对评估结果的影响,并对小冲杆试样的断口形貌和显微组织进行了分析。结果表明:最适合304L不锈钢评估的小冲杆应力腐蚀试验介质为1.0mol.L-1 NaCl+0.5mol.L-1 HCl混合溶液,加载速度为3×10-3 mm.min-1;在以上介质中,304L不锈钢小冲杆试样断口以穿晶解理断裂为主,部分为准解理断裂;小冲杆试验法是一种有效的应力腐蚀敏感性评估手段,且具有快速近乎无损等特点。     

16MnR钢在硝酸盐环境下应力腐蚀性能试验研究

用楔形张开加载(WOL)预裂纹试样研究了16MnR钢在硝酸盐环境中的抗应力腐蚀性能。测定了16MnR钢母材及焊接接头在硝酸盐环境下的临界应力强度因子KISCC和应力腐蚀裂纹扩展速率；同时研究了缓蚀剂、材质、溶液温度对16MnR钢应力腐蚀开裂的影响，结果表明，缓蚀剂谈明显的降低应力腐蚀敏感性，增加裂纹的孕育时间；焊接接头与母材相比，由于没有元素Ni的不良作用，具有较高的应力腐蚀抗力；16MnR钢的硝酸盐应力腐蚀敏感性随温度升高而降低。     

热处理对复合板容器S22053锻件制接管性能的影响分析

针对检验中发现的Q345R+S22053复合板压力容器接管腐蚀和开裂的现象,采用化学成分、金相组织、力学试验、断口形貌、模拟试验等方法对失效原因进行了分析。结果表明,针对容器的消除应力热处理工艺,会导致S22053材料组织中铁素体相内、铁素体/奥氏体相晶界处析出脆性相颗粒,降低材料的耐腐蚀性能、弱化晶界强度;当运行温度高于临界点腐蚀温度时,缺陷部位(晶界、析出相)优先萌生裂纹并扩展。     

二次时效对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响

二次时效(T6I4)处理工艺即在单级时效的欠时效时间点改变时效温度,对合金进行低温二级时效处理。二次时效处理能够改善Al-Cu-Mg合金的微观组织,适当提高其力学性能以及耐腐蚀性能。通过硬度测量、剥落腐蚀性能测试、晶间腐蚀性能测试、应力腐蚀开裂测试、扫描电镜和透射电镜观察,研究二次时效对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响。经试验得出,经二次时效处理后,由于Al-Cu-Mg合金的晶内形成了细小弥散的θ’相,此时S相θ’相同时均匀弥散分布于基体中,采用170℃时效2 h再在经过100℃时效30 h二次时效的Al-Cu-Mg合金在力学性能上优于传统单级时效处理,并且耐蚀性能也得到显著提升,抗拉强度、伸长率、维氏硬度、剥落腐蚀等级、晶间腐蚀深度和应力腐蚀开裂指数分别为490 MPa、8.5%、156.3 HV0.5、EA、98.6μm和0.220。     

稀土铈对9Cr1Mo钢组织及电化学腐蚀性能的影响

制备了稀土铈质量分数分别为0,0.002 0%,0.016 0%的9Cr1Mo钢,采用扫描电镜、能谱分析仪以及电化学工作站等研究了稀土铈对9Cr1Mo钢显微组织及在3.5%(质量分数)NaCl溶液中电化学腐蚀性能的影响。结果表明:稀土铈可以细化试验钢晶粒,减小马氏体片层间距以及晶界和晶内析出相的数量,提高试验钢的电化学腐蚀性能;含稀土铈质量分数为0.002 0%的试验钢具有最佳的耐腐蚀性能。     

08Cr2A1Mo钢在湿H2S环境中的应力腐蚀试验研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl^-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对换热器管束用钢08Cr2A1Mo在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验。研究了各参数对08Cr2A1Mo钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立了08Cr2A1Mo钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型。