300M超高强度钢的应力腐蚀开裂

利用慢应变率拉伸试验技术研究了３００Ｍ超高强度钢的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ），结果表明，３００Ｍ钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液和蒸馏水中均对ＳＣＣ敏感，随温度增加和拉伸应力变速率的降低钢的ＳＣＣ敏感性增加，并且阴极极化和阳极极化均提高钢的ＳＣＣ敏感性，除氧和降低溶液ｐＨ值均提高钢的ＳＣＣ敏感性。     

16Mn(HIC)钢硫化物应力腐蚀开裂实验研究

采用恒应变和慢应变速率拉伸实验的方法,研究了16Mn(HIC)和16Mn钢母材、焊缝在H₂S环境中应力腐蚀开裂.结果表明两种材料在酸性H₂S介质中均发生穿晶型硫化物应力腐蚀开裂(SSCC);与16Mn钢相比,16Mn(HIC)钢有更好的抗SSCC性能,钢中的C,Mn,P和S的含量降低有利于提高钢的抗SSCC性能.焊缝及热影响区在焊接过程中,产生的粗大魏氏组织、偏析、缩孔和夹杂等缺陷,降低了焊缝的抗SSCC能力.但是,通过焊后热处理可以适当提高焊缝的抗SSCC能力.     

应力腐蚀机理研究

本文提出必须综合电化学、激活能,加载方式、门槛值、裂纹形核位置以及断口形貌的对比研究,压应力产生裂纹可能性以及裂纹形核和局部塑性变形关系的研究才能确定应力腐蚀机理是属于阳极溶解型还是氢致开裂型。不锈钢在热盐溶液中应力腐蚀时氢能进入并富集,且能加速应力腐蚀,但它不起控制作用,故属于阳极溶解型。氢和应力对阳极溶解有协同作用。对阳极溶解型应力腐蚀,正应力起了控制作用。     

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制,采用失重法,宏观、微观腐蚀形貌分析,三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法,来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明:300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe₂O₃、Fe(OH)₃和Fe₃O₄;腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低,腐蚀后期(72 h)腐蚀速率降低50%;腐蚀初期以点蚀为主,点蚀坑通过横向扩展,逐渐发展为后期的均匀腐蚀,腐蚀表面形貌呈沟壑状;外腐蚀层对基体的保护能力很弱,Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

不锈钢Ⅲ型试样的氢致开裂和应力腐蚀

研究了奥氏体不锈钢Ⅲ型试样的氢致开裂和应力腐蚀。结果表明,动态充氢时Ⅲ型试样也能发生氢致滞后断裂,且裂纹沿原缺口平面形核和扩展。从而可获得宏观平滑的扭转断口,但断口上存在少量沿45°面的二次裂纹,一系列实验表明动态充氢能促进奥氏体不锈钢室温蠕变,故在恒扭矩下充氢能使扭转角不断增大,直至试样被扭断。奥氏体不锈钢Ⅲ型试样在42%沸腾MgCl₂溶液中也能发生应力腐蚀开裂,且裂纹在与缺口平面成45°的平面上形核和扩展。实验表明,无论是Ⅰ型还是Ⅲ型,应力腐蚀的门槛值均比氢致滞后断裂门槛值要低,例如K_ⅠSCC/K_ⅠX=0.18,K₍ⅠH/K_ⅠX=0.58,K_ⅢSCC/K_ⅢX=0.13 K_ⅢH/K_ⅢX=0.62。     

两种超高强度合金的应力腐蚀开裂行为研究

超高强合金因其优越的力学性能广泛应用于承力构件如起落架等,40CrNi2Si2MoVA超高强度合金是继30CrMnSiNi2A之后研究出的新超高强度合金,其强度高于30CrMnSiNi2A,但是其在实际服役环境中的服役性能特别是应力腐蚀性能是否优于30CrMnSiNi2A,是决定其成功取代30CrMnSiNi2A应用的关键。采用双悬臂应力腐蚀实验研究了30CrMnSiNi2A及40CrNi2Si2MoVA两种超高强度合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂行为(SCC)。通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)对两种超高强度合金的形貌以及断口显微组织进行了分析。实验结果表明,30CrMnSiNi2A比40CrNi2Si2MoVA更早失效,其耐应力腐蚀性能较差。两种材料在NaCl溶液中容易出现裂纹并迅速扩展,裂纹横向扩展,并出现明显的分叉行为,不同取向试样对材料应力腐蚀开裂行为的影响较小。断口分析结果表明两种超高强度合金在应力和腐蚀介质的共同作用下发生失效,裂纹扩展前期主要为解理穿晶断口,裂纹扩展中后期为沿晶形貌。     

应力腐蚀的电化学研究

应力腐蚀开裂（SCC）是一种应力与腐蚀的协同作用,它广泛存在于工业生产中。国外有人认为,保守地讲每年由于SCC所造成的材料结构破坏至少占15%以上。在与之有关的各种因素中,电化学起十分重要的作用,它是研究SCC过程的有力工具。本文就SCC研究中的电化学方面做一简单的归纳。     

超高强钢典型环境下扩散氢演变及延迟开裂行为研究

利用干湿循环试验与随车挂片试验方法研究了6种超高强钢在典型环境下扩散氢变化规律及延迟开裂行为,并分析了环境对超高强钢延迟开裂行为影响。结果表明:试验钢种在模拟服役环境下,除预变形11.3%的B-1钢在模拟服役环境下扩散氢含量更高外,其他样品扩散氢含量极低。实际服役环境下6种超高强钢均没有发生延迟开裂,表面完好,且实际服役环境下超高强钢扩散氢含量高于模拟服役环境。     

Threshold Stress Intensity of Hydrogen-Induced Cracking and Stress Corrosion Cracking of High Strength Steel

Stress corrosion cracking (SCC) of highstrength steels in an aqueous solution has been wide-ly investigated[1— 8] .It has long been accepted thatSCC of high strength steel in water is one kind ofhydrogen- induced cracking (HIC) [1— 5] .Because ofhydrolysis of the metal ions,the value p H of the lo-cal environment within a pit,crevice or crack on asteel surface can be decreased to about 3.5 [1] .Be-cause of crack- tip acidification,local conditions arealways favorable for release of hydro…     

高强度管线钢微观组织对氢致裂纹的影响

 通过扫描电镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）等方法,从组织结构和晶界2个方面,研究了微观组织对高强度管线钢氢致裂纹（HIC）的影响。结果表明：高强度管线钢组织结构中存在数量较多的、大块状的M/A岛时,会显著增加HIC的敏感性,而增加AF组织数量及其均匀性有利于降低HIC的敏感性;高强度管线钢的HIC裂纹沿着大角度晶界的边界扩展,而小角度晶界具有一定的止裂作用。     

高强钢300M静态再结晶动力学研究

为研究高强钢300 M静态再结晶行为,采用Gleeble-3800型热模拟试验机对300M钢进行单/双道次热压缩试验.通过双道次热压缩试验分析了变形温度、应变速率、变形量和初始晶粒尺寸对静态再结晶体积分数的影响.变形温度越高,应变速率越大,变形量越大,初始晶粒尺寸越小,则静态再结晶体积分数越大.其中变形温度、变形量和应变速率对静态再结晶体积分数影响较大,初始晶粒尺寸的影响相比较小.基于双道次热压缩试验结果建立了300 M钢的静态再结晶体积分数模型,基于单道次热压缩试验结果建立了300 M钢完全静态再结晶晶粒尺寸模型,并验证了静态再结晶体积分数模型的正确性.     

pH值对高温高压水中304L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸试验方法,研究了不同pH值对304L不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析.结果表明:在300℃时,304L不锈钢在弱酸性和弱碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大.在中性溶液中,304L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合.     

304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.     

高温水环境下温度对316L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温水环境中,采用慢应变速率拉伸实验方法研究了温度对316 L不锈钢应力腐蚀开裂的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)对试样断口形貌进行分析.结果表明:在高温水环境中,温度为200~345℃时316 L不锈钢具有应力腐蚀开裂敏感性;材料脆性指标随温度升高而增大,应力腐蚀开裂敏感性增强,断口分析与之吻合;250℃是316 L不锈钢发生应力腐蚀开裂的敏感温度,断口边缘形貌呈现明显脆性断裂特征.     

800 Mpa级含Ti高强钢铸坯断裂的原因

通过高温热塑性试验,借助光学显微镜、透射电镜对某钢厂生产的 800 MPa 级高强钢铸坯开裂原因进行了研究,并提出了改进措施.研究结果表明:铸坯开裂形式为"角部开裂";其主要原因是连铸后铸坯缓冷不充分,造成铸坯角部与其内部温度差异较大,在组织变化和热应力的双重作用下导致裂纹萌生,并进一步扩展为"角部开裂".连铸后采用扣罩缓冷措施可解决铸坯开裂问题.     

霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响

采用扫描Kelvin探针测试技术,研究了300M钢、Aermet100钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为.通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上的生长进行了观察和分析.300M钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长,数量逐渐增加;Aermet100钢试样上霉菌呈现分散式单个生长方式,数量逐渐增加;超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式,数量急剧增加,在钢表面形成一层生物膜.霉菌实验后,三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀.300M钢腐蚀最严重,蚀坑宽而浅;Aermet100钢次之,蚀坑窄而深;超高强不锈钢的耐蚀性最好.扫描Kelvin探针测试结果表明,霉菌一定程度上能促进300M钢和Aermet100钢的腐蚀,而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用.