氧化铝溶出过程压力容器用钢高温碱脆研究

<正> 用慢应变速率(SSRT),动电位扫描和EPM、XRD、XPS腐蚀产物分析等试验方法,研究了低合金钢在高温、高压碱液中的应力腐蚀开裂行为及夹杂物分布状态的影响。试验结果表明:在模拟Bayer法溶出氧化铝的溶液中,16MnR钢的碱脆敏感性     

回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响

研究了不同回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响,结果表明:试验钢在淬火回火态下组织以马氏体为主,另外还存在一些贝氏体和少量残余奥氏体.试验钢的硬度和冲击韧度随着回火温度的升高而降低,220℃回火处理后的试验钢综合力学性能最优.经由400h磨损试验后,在干态磨损条件下,低合金钢铸造履带板的耐磨性能比高锰钢提高了56%,而在有腐蚀介质的湿态磨损条件下,耐磨性能比高锰钢提高了22.5%.     

不同壁厚高锰钢铸件水韧处理与耐磨性的研究

研究了水韧处理对三种壁厚(10、20和30 mm)高锰钢铸件组织和性能的影响.结果表明:高锰钢经水韧处理后,其硬度值略有降低,但冲击韧度显著提高;随保温时间的延长,其硬度值减小,冲击韧度增大;随铸件壁厚的增加,其硬度值变化不大,但冲击韧度略有降低.往复直线干摩擦磨损试验结果表明:试样硬度越高,其耐磨性能越好;随载荷的逐渐增大,高锰钢试样的磨损质量损失逐渐增大,而摩擦系数逐渐减小;经过水韧处理过的高锰钢试样,其磨损质量损失和摩擦系数均大于未经水韧处理的高锰钢试样,并且随铸件壁厚的增加而增大,其摩擦系数也随磨损时间的延长而逐渐增大.     

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。     

两种钢冲击腐蚀磨损性能的对比研究

研究了在酸性铁矿石浆料及2.0J冲击功条件下,高锰钢及新型低碳高合金钢衬板的冲击腐蚀磨损性能和机制.结果表明,在相同试验条件下低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损性能要优于高锰钢的.低碳高合金钢短时间内的冲击腐蚀磨损机制主要为显微切削,随着时间的延长,变为以浅层小块疲劳剥落为主;而高锰钢短时间内的冲击腐蚀磨损机制主要为浅层累积变形疲劳剥落和腐蚀磨损,随着时间的延长变为相对较深层的疲劳剥落和腐蚀磨损.     

影响热脆性因素

正某些钢材长时间停留在400～550℃区间,在冷却到室温后其冲击值会出现显著下降的热脆性。几乎所有钢材都有这种产生热脆性的倾向。需要注意的是,具有热脆性的钢材在高温下并不呈现脆化,仍具有较高的冲击韧度,只有当冷却到室温时,才显示出脆化现象。钢材的热脆性只有通过冲击试验才会明显地显示出来,一般比正常冲击韧度下降50%～60%,甚至下降80%～90%。具有热脆性的钢材,显微组织没有明显的变化。影响钢材热脆性的因素主要有:     

25Cr3Mo3NiNb二次硬化钢冲击性能的研究

研究了二次硬化钢25Cr3Mo3NiNb的冲击韧度随回火温度和试验温度的变化.结果发现,试验钢在200℃回火时冲击韧度较高,300～600℃回火时冲击韧度值较低,600℃以上回火时冲击韧度值迅速升高,640℃回火时冲击韧度达到最高值55J/cm2,640℃以上回火时冲击韧度值有所降低.640℃回火后试验钢的冷脆转变温度为10℃,屈服强度为960MPa,可以满足兵器特种结构件高强度高韧性的要求.     

镧对改性高锰钢冲击腐蚀磨损性能的影响

利用MLD-10型冲击磨损试验机模拟实际工矿条件,研究了3种含镧量的改性高锰钢在铁矿石酸性矿浆中冲击腐蚀磨损行为,并用扫描电镜观察了试样磨损表面形貌。结果表明:在酸性铁矿石料浆中,当冲击功为2.0 J时.镧含量为0.10%的高锰钢抗冲击腐蚀磨损性能优于镧含量为0.08%和0.05%的高锰钢,镧含量为0.05%的高锰钢冲击腐蚀磨损机制为挤出棱加工硬化造成的局部剥落:镧含量为0.08%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是由腐蚀磨损交互作用造成的材料剥落:镧含量为0.10%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是多次塑变磨损的结果。     

超高锰钢耐磨性及其冲击磨料磨损行为的研究

通过动载荷冲击磨料磨损试验及磨损后磨面硬度测量,利用SEM和TEM观察磨损表面形貌和磨损亚表层组织,研究了超高锰钢的耐磨性和冲击磨料磨损行为.结果表明,冲击功为0.5 J和1.0 J时,碳含量较低的超高锰钢耐磨性与普通Mn13相当,碳含量较高的超高锰钢耐磨性高于普通Mn13;冲击功为2.0 J时,超高锰钢具有好的耐磨性,是普通Mn13的1.21倍,磨面硬度较高.超高锰钢冲击磨料磨损后磨损亚表层的变形组织主要由高密度位错和变形带组成,磨损亚表层的变形带相互交叉、截割.依据实际工况条件,加工硬化和冲击韧度适当配合的超高锰钢耐磨性良好.     

腐蚀环境下改性高锰钢冲击腐蚀磨损机理研究

利用改造的冲击腐蚀磨损机,测试了不同冲击功下含稀土量为0.08%的改性高锰钢的冲击腐蚀磨损性能.结果表明,在模拟实际工况条件下,当冲击功为1.2 J时,改性高锰钢的冲击腐蚀磨损机理为微观犁皱和二次显微切削,腐蚀作用不明显.当冲击功为2.0 J时,改性高锰钢的冲击腐蚀磨损机理为挤出棱加工硬化造成的材料剥落.在低冲击功下,改性高锰钢具有优异的耐冲击腐蚀磨损性能,是一种优良的冶金矿山用湿式球磨机衬板用钢.     

Corrosion of two kinds of cast steels containing chromium in hot concentrated alkaline

A typical hot concentrated alkaline corrosion environment exists in alumina metallurgical industry, so that steel materials with outstanding alkaline corrosion resistance are strongly demanded for its processing equipment. In this paper, the corrosion resistance of two kinds of martensitic cast steels containing chromium in static 303g/L NaOH alkaline solution at 85℃ was studied through polarization and potential-time curves, corrosion weight loss and corrosion morphology analysis. Experimental results showed that protection effect by passive film of cast steel containing Cr was temporary. The low carbon steel without Cr content also exhibited chemical passivity in the same solution. The corrosion mode of the tested Cr-containing cast steel was composed of active dissolving corrosion and caustic embrittlement cracking. Dissolving corrosion was the primary mechanism for the induced weight loss, while severe caustic embrittlement cracking was secondary. With the increase of chromium content in the cast steel, the tendency of the caustic embrittlement cracking decreased, while the active dissolving corrosion increased.     

低合金高强度抗应力腐蚀开裂海洋软管用钢的开发

通过合金成分设计,轧制、热处理工艺的探索,开发了低合金高强度海洋软管用钢,其屈服强度大于600 MPa且满足抗氢脆、抗氢致开裂、抗应力腐蚀开裂性能,并通过全浸腐蚀实验对该钢的海水腐蚀行为进行了研究。结果表明,采用低C、低Mn并复合添加耐蚀元素Cr、Mo和采用合理的热轧、冷轧、调质处理工艺,可获得满足抗应力腐蚀开裂性能的600 MPa级高强钢。耐蚀元素的添加使实验钢具有良好的耐海水腐蚀能力,腐蚀稳定状态下的平均年腐蚀速率为0.11 mm/a。     

Acidic/caustic alternating corrosion on carbon steel pipes in heat exchanger of ethylene plant

Caustic embrittlement, a kind of stress corrosion cracking (SCC), is always encountered on materials under stresses amid caustic environment. Acidic corrosion is another familiar degradation on materials contacting acidic media. However, it has been seldom studied what effect would be resulted in on materials that are exposed to an acidic/caustic alternating environment. In this paper, failure events were discovered on the carbon steel pipes under such an alternating service condition due to frequent sharp fluctuations of the heat medium's (process water) pH values in a heat exchanger. What is more, even chloride ions and sulfur element were detected, i.e., pitting corrosion was involved as well. In order to identify the causes of the failure, matrix materials of the pipes were examined, failure defects on pipe surfaces were investigated, particularly the process water was thoroughly inspected via a series of characterization methods. Based on the analysis results, a novel four‐level mechanism from microscopic scale to macroscopic scale was tentatively proposed to explain such an acidic/caustic alternating corrosion.     

低H2S、高CO2分压条件下双相不锈钢应力腐蚀敏感性研究

目的针对IS15156标准中对双相不锈钢使用条件的限制,研究双相不锈钢2205在不同温度、不同低H_2S分压条件下的开裂敏感性。方法通过模拟我国西部酸性油田低H_2S、高CO_2工况环境,利用高温高压设备,进行了三点弯曲试验,结合失重法测试腐蚀速率,并使用SEM和EDS进行微观形貌观察和腐蚀产物分析。结果双相不锈钢2205的腐蚀速率较低,未超过0.014 mm/a,且硫化氢分压对腐蚀的影响较小,但发现了由氧化铝等夹杂导致的点蚀。双相不锈钢2205在低硫化氢分压的中温(100℃)区发生应力腐蚀开裂,同时发生了选择性腐蚀,铁素体相优先于奥氏体相腐蚀,其他温度条件下仅发现点蚀。硫化氢分压升高时,开裂敏感性有一定程度的降低。结论双相不锈钢2205在低硫化氢分压条件下的开裂类型为氢脆型应力腐蚀开裂。氧化物夹杂诱发点蚀,氢在应力集中区域聚集,发生氢脆。当硫化氢分压从6 k Pa增加到165 k Pa时,局部腐蚀敏感性的增加使氢脆得到缓解,开裂敏感性降低。双相不锈钢2205无法在低硫化氢的中温井口环境中使用,标准中以H_2S分压作为使用限制并不十分完善。     

Stress corrosion cracking of bainite 0.3C‐1Cr‐1Mn‐1Si‐1Ni type steel in acid rain simulated solution

The effect of carbon content, heat treatment and surface treatment of high strength aircraft 0.3C‐1Cr‐1Mn‐1Si‐1Ni type steel on susceptibility to pitting corrosion, on hydrogen transport and on hydrogen embrittlement has been studied in acid rain simulated solution. Under open circuit conditions, susceptibility to stress corrosion cracking is associated with susceptibility to pitting corrosion and decreases with decreasing carbon content and at application of shot peening. Susceptibility to hydrogen embrittlement governed by hydrogen trapping is promoted by carbon segregation at boundaries of bainite laths and parent austenite grains. Decrease in the carbon content caused the decrease in hydrogen trapping resulting in increasing resistance to hydrogen embrittlement. Shot peening increased the trapping efficiency within the deformed layer, but the presence of the shot peened layer decreased the hydrogen flux entering the core and thus decreased the susceptibility of the core to hydrogen embrittlement. The shot peened low carbon steel, exhibiting mechanical properties required by the appropriate Standard and high resistance to stress corrosion cracking may be considered to replace the standard 0.3C‐1Cr‐1Mn‐1Si‐1Ni steel for the aircraft parts.     

稀土对镍铜合金铸铁耐碱蚀性能的影响

采用动态失重法测定稀土镍铜合金铸铁在高温浓碱液中的腐蚀速度；用光学显微镜观察显微组织。结果表明：随着稀土含量的增加，稀土镍铜合金铸铁的珠光体基体细化，石墨形态由C型片状过渡到蠕虫状＋球状，但是超过一定含量，白口倾向严重；当稀土含量为0．05％时，镍铜合金铸铁试样的耐蚀性较好。     

低冲击功下三种衬板钢冲击腐蚀磨损行为的研究

利用改造的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机，研究了三种湿式磨机衬板钢的冲击腐蚀磨损行为。研究结果表明：在冲击功为1．7J的模拟工况条件下，低碳高合金钢的耐冲击腐蚀磨损性能要优于高锰钢和以锰代镍低碳高合金钢。从磨损失效机理来看，短时间内，高锰钢的冲击腐蚀磨损机理以显微切削为主，低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理为浅层剥落。以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理为多次塑性变形机制。长时间后，高锰钢的冲击腐蚀磨损机理为块状剥落，低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理为累积变形疲劳剥落，以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理为疲劳腐蚀剥落。     

电弧喷涂铁基镍铬合金涂层的耐碱脆性能

研究一种铁基镍铬合金涂层的耐碱脆性能。采用慢拉伸试验和扫描电镜,对Q345R标准圆柱试样和相对应的带有电弧喷涂层的试样进行了拉伸试验,对断口微观形貌进行了观察和分析。表明,电弧喷涂该种涂层有良好的抗应力腐蚀性能,可以作为较高温度下的碱脆防护涂层。     

超级13Cr管材在低H2S高CO2环境中的开裂敏感性研究

目的针对IS15156标准中对超级13Cr-110马氏体不锈钢使用条件的限制,及不同研究者对其开裂条件的不同观点,研究超级13Cr-110马氏体不锈钢在不同温度、不同低H_2S分压条件下的开裂敏感性。方法通过模拟我国西部酸性油田低H_2S高CO_2环境,利用高温高压设备,进行了三点弯曲试验,并结合失重法测试腐蚀速率。结果在硫化氢分压为6kPa时,超级13Cr-110马氏体不锈钢腐蚀速率随温度降低而减小,80℃时仅0.0031mm/a,但应力腐蚀开裂敏感性增加。在210℃条件下,当硫化氢分压从6kPa升至165kPa时,腐蚀速率变化不明显。同时,超级13Cr-110马氏体不锈钢的开裂敏感性降低,但长周期实验依然会发现裂纹。结论通过对裂纹及断口形貌分析发现,超级13Cr-110马氏体不锈钢在低H_2S分压条件下的开裂类型为氢脆型硫化物应力腐蚀开裂,即局部钝化膜遭受破坏,进而发生点蚀,导致氢在应力集中区域聚集,最后发生氢脆。硫化氢分压从6kPa增加到165kPa,局部腐蚀受到抑制,由点蚀导致开裂的敏感性降低。超级13Cr-110马氏体不锈钢不一定能在标准中推荐的硫化氢分压不大于10kPa的条件下使用。     

铬镍耐碱腐蚀冲击磨损合金的研制

研究了铬镍耐碱腐蚀磨损材料铸钢的显微组织和力学性能。在高温浓碱腐蚀冲击磨料磨损工况中具有比Mn13Cr2更好的抗腐蚀冲击磨损性。