THE ROLE OF GRAIN BOUNDARY SEGREGATIONS AND HYDROGEN DIFFUSION ON SCC IN 7050 Al ALLOY

本文研究了7050铝合金的应力腐蚀开裂。用离子探针证实氢在裂尖区富集,通过俄歇能谱分析研究了Zn,Mg 元素在晶界的偏析。应力腐蚀开裂包括三个过程:(1)在欠时效和峰时效的合金中,氢加速进入晶界;(2)氢和Zn(或Mg)在位错芯部发生电荷转移产生H-;(3)由于H-在晶界的尺寸失配导致晶界开裂。测定了应力腐蚀开裂激活能,表明氢在晶界中通过空位扩散是控制应力腐蚀开裂的主要过程。     

Lc_9铝含金晶界偏析与应力腐蚀的氢致断裂

本文采用 DCB 试样,研究了不同时效处理的 Lc9铝合金在湿空气环境下应力腐蚀裂纹扩展的动力学过程。反映应力腐蚀敏感性的裂纹扩展平台速率随欠时效 T_0、峰时效 T_6、过时效 T_2、T_(7c51)、T_(73)依次减小。实验证明:晶界上 Mg 的偏析程度决定材料的应力腐蚀敏感性;氢在裂纹顶端富集是造成应力腐蚀裂纹扩展的主要原因。     

时效时间对Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响

用慢应变速率拉伸测试、金相(OM)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)分析等方法研究了Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金在T6时效状态下的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:随着时效时间的延长,合金的应力腐蚀开裂敏感性逐渐降低。合金应力腐蚀与晶间腐蚀具有正相关性,其本质是晶界与晶内存在电位差,形成电偶腐蚀,在应力作用下,导致晶界连续腐蚀。在时效过程中,晶界S'(S)相由连续分布逐渐转变为断续分布,晶内析出相由GPB区逐渐转变为S'(S)相,并形成PFZ。这样的微观组织转变使合金应力腐蚀开裂敏感性随着时效的进行逐渐降低。     

7xxx系铝合金应力腐蚀的控制

综述了7xxx系铝合金的应力腐蚀开裂机理(Stress corrosion cracking)与影响因素。应力腐蚀开裂机理主要有阳极溶解理论、氢致理论与"相变-Mg-H"理论。适当的固溶工艺与时效工艺可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能;铝合金的应力腐蚀开裂敏感性随水蒸气中氧含量的增加而提高,含有Cl-、Br-和I-的水溶液会加快铝合金的应力腐蚀开裂的裂纹扩展速率。     

18—8不锈钢在氯化镁溶液中应力腐蚀断裂的声发射研究

应力腐蚀开裂(scc)是在远低于破坏极限的条件下,材料受到拉应力和特定腐蚀环境的联合作用而导致的脆性开裂。它常常会引起没有明显预兆的突发性破坏事故,造成生命和财产的灾难性后果。为了避免事故的发生,人们迫切需要了解应力腐蚀断裂的过程,区分scc裂纹的孕育期和扩展期,以防患于未然。为了研究奥氏体不锈钢在氯化镁溶液中的应力腐蚀断裂,识別孕育期和裂纹扩展期,通常采用下列方法:(1) 直接用显微镜观察裂纹;(2) 观察伴随裂纹发生发出的氢;(3) 测量电位——时间曲线;(4) 测量延伸率——时间曲线;(5) 在恒应变下测量应力松驰。但是以往的许多试验证明,用这些方法常常由于某种原因很难     

Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响

通过剥落腐蚀浸泡实验和极化曲线测试,研究了Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜等微观组织表征方法对影响机理进行了分析和讨论。结果表明:Zn含量(质量分数)由7.93%增至9.85%时,棒材剥落腐蚀抗力下降,剥落腐蚀等级由EA变成EC,最大腐蚀深度由334 μm增至579 μm。Zn含量增加,合金中粗大第二相数量增加,时效后晶界η相尺寸和间距变小、Zn和Mg含量增加,是耐剥落腐蚀性能下降的主要原因。     

论AlZnMg合金焊接接头的应力腐蚀开裂行为

AlZnMg合金的焊接结构,在个别情况下会出现应力腐蚀开裂,在熔合区,也就是在焊缝金属与母材之间的过渡区优先出现。在模拟试验中,用大试样模拟出这个区域在焊接过程中经受的热循环。通过对寿命和直接对晶界区域进行的定量分析作比较,可以证明由于晶界偏折所引起的晶界富锌是应力腐蚀开裂特别敏感的原因。本文还讨论了改善焊接接头应力腐蚀开裂性能的可能性。     

某高压锅炉水冷壁管开裂原因分析

某热电厂高压锅炉在水压试验过程中水冷壁管发生开裂,通过宏观分析、壁厚测量、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜分析和能谱分析等方法,对水冷壁管的开裂原因进行了分析。结果表明:该水冷壁管是垢下腐蚀氢损伤导致的脆性开裂。水冷壁管发生氢腐蚀,且在腐蚀过程中汽水反应生成的部分原子氢扩散渗入金属内部,与珠光体中的碳化物反应生成甲烷,较大的甲烷分子聚集于晶界而使晶界开裂,在内壁形成沿晶微裂纹,裂纹扩展最终导致水冷壁管发生脆性开裂。     

时效工艺对2000系高强铝合金慢应变速率拉伸性能的影响

通过慢应变速率拉伸测试、金相、扫描电镜及透射电镜分析等研究了Al-3.88Cu-1.18Mg-0.31Mn铝合金在T6、T8、T3时效状态时的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:在T6、T8及T3时效态下,合金的应力腐蚀开裂敏感性依次降低。合金应力腐蚀与晶间腐蚀具有正相关性,表现为电化学腐蚀特征,晶界与晶内电位差的大小决定了应力腐蚀开裂敏感性的高低,其与晶界及其附近区域的微观组织特征紧密相关。     

制氢转化炉管材HP40Nb的失效分析

某石化公司制氢转化炉炉管在运行不到40 000 h后突然破裂起火,宏观检测、表面探伤,力学性能测试,能谱、金相、电镜、X射线、应力等分析表明:炉管材料晶界碳化物过多以及疏松空洞的存在削弱了韧性,产生了较多的微观裂纹,加上管外保温材料中存在较多的Na ,Cl,K ,Mg2 ,Ca2 ,导致下猪尾管到下支耳之间应力较大部位发生应力腐蚀开裂,58号炉管首先开裂泄漏起火,其他炉管在外部火焰烘烤下短时高温损伤、变形鼓包直至开裂.针对失效原因提出了今后使用过程中应采取的防护措施.     

回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了回归再时效热处理工艺中预时效温度对7050铝合金微观组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着预时效温度升高,回归再时效后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,晶界析出相逐渐粗化,晶界变得不连续分布,合金应力腐蚀敏感性降低;但晶界无沉淀析出带宽度增加,120℃时达到140nm,易导致应力集中和阳极溶解,合金抗应力腐蚀性能下降。预时效温度为80℃,即稍微欠时效时,7050铝合金抗应力腐蚀性能较好,在缓慢应变速率(10-6s-1)和3.5%NaCl溶液腐蚀介质下,合金抗拉强度为473.5MPa,伸长率为10.67%,应力腐蚀指数为0.05824。     

冷加工对5083-0铝合金板材应力腐蚀的影响

研究了5083铝合金的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,并发现它在很大程度上取决于负载应力的方向。这一行为不能单纯用β相的析出理论作出恰当的解释,而迄今为止该理论在解释 Al—Mg 合金 SCC 行为方面已被认可。还发现 SCC 敏感性与垂直于晶界的应力直接有关,这取决于晶粒形状。鉴于这些事实,SCC 行为的方向除β相的影响外,只能通过考虑垂直于晶界的应力来作出透彻的解释。     

金属腐蚀

9210001 轻水反应堆电站中腐蚀损坏事故及有关问题研究——石原只雄。防食技术,1990,39(11):621(英文) 报道了最近有关腐蚀事故和公用事业公司所采用的补救措施。具体为(1)BWR_s奥氏体钢管的晶间应力腐蚀开裂(IGSCC);(2)BWR_s不锈钢管焊件枝晶应力腐蚀开裂(IDSCC);(3)未敏化处理的奥氏体不锈钢堆芯组件的辐照加速应力腐蚀开裂(1ASCC);(4)PWR_s蒸汽发生器管材料的晶间腐蚀(IGA):(5)碳钢管的腐蚀疲劳和冲刷腐蚀;(6)反应堆组件的应力腐蚀开裂;(7)微生物引起的腐蚀。 (注:BWR_s——沸水堆;PWR_s——压水堆) 9210002 PWRs中锆合金燃料包壳水侧氧化的模     

回归时间对RRA处理超高强铝合金力学性能的影响

研究了回归时间对RRA处理后高Zn超高强度铝合金的组织和性能的影响.结果表明,以100℃/24 h为预时效和再时效参数,合金在200℃回归7 min的RRA(回归再时效)状态综合性能最好.其室温力学性能达到:σb=795 MPa,σ0.2=767 MPa,δ5=9.1%;抗应力腐蚀性能达到:在3.0%NaCl 0.5%H2O2腐蚀液环境及210 MPa拉伸应力下,断裂时间大于720 h.在200 ℃/7 min回归的RRA状态,其晶内的弥散粒子和再时效期间变窄的晶界无析出带保证了合金的超高强度.随着回归时间的延长,晶内粒子的弥散度下降,回归时形成的较宽的晶界无析出带不能再时效粒子填充而使强度大幅度降低.同时,处于该状态的合金具有优良的抗应力腐蚀性能,得益于晶界大尺寸,大间距粒子具有捕获氢原子、逸出氢气泡的作用,以及回归降低了晶界附近的位错密度、切断了氢原子向晶界迁移的通道.     

铝合金应力腐蚀开裂假定机理的文献综述

一、前言 自从1900年第一个铝合金诞生以来,铝合金的应力腐蚀开裂(SCC)问题就成为科学工作者急需解决的一大难题,严重制约了铝合金的应用。早在1925～1928年,由德国的“结构8”合金(6.9％Zn、1.6％Mg、1.3％Mn)制成的板卷在储存中,由于较潮湿空气与板卷内应力的综合作用,放置数天后便自行破裂。1941年J.A.诺克研制出的Al—Zn—Mg—Cu合金用在机翼蒙皮上,使用不久便出现了较长的应力腐蚀裂纹。7079—T6锻件在     

高强铝合金热处理工艺优化与氢致断裂机理研究

近几十年来,国内外对高强铝合金的热处理工艺及其力学性能等进行了广泛的研究,获得令人满意的综合性能。前者强度虽高,但抗应力腐蚀性能较差;而后者则是以较大幅度地牺牲合金强度为代价来改善其应力腐蚀敏感性的。本研究选用7175铝合金,对其在140～180℃下的长期时效特征,常规力学性能,性能预测与工艺优化,应力腐蚀行为,氢对合金机械性能的影响及其微观结构的变化等进行了系统的试验研究;同时从理论上详细地研究了晶界偏析对晶界强度的影响。主要结果如下: ①首次提出将遗传、进化算法与人工神经网络相结合来研究材料工艺优化问题,为今后材料工艺优化研究探索了一条崭新的途径。②首次研究了高强铝合金在长期时效过程中的应力 腐蚀行为及氢对合金力学性能的影响,并提出了氢致高强铝合金韧脆断裂转变的新观点。为改善高强铝合金的抗SCC性能,指导热处理工艺的制定指出了新的研究方向。③首次提出了用自由电子理论研究晶偏析与晶间脆性的新方法。④首次提出了三元合金晶界偏析与沿晶断裂模型,运用该模型与准化学理论相结合系统地研究了高强铝合金的氢致断裂问题;并首次从理论上证实了Viswanadham关于Mg-H相互作用的预言。⑤深入揭示了高强铝合金的氢致断裂机理,这对今后抗氢铝合金的设计具有十分重要的理论     

蠕变时效对7050铝合金板材组织与性能的影响

通过金相显微、透射电子显微、电子拉伸和剥落腐蚀实验研究了7050铝合金板材蠕变时效与人工时效的微结构及性能。结果表明:蠕变时效过程中施加的应力使板材不断产生变形,为η′析出相提供了大量形核点,析出相尺寸更加细小,特别是晶界无沉淀带较人工时效明显变窄,晶界析出相不连续。与人工时效相比,蠕变时效试样的抗拉强度和抗剥落腐蚀性能略有提高。     

新型Al-Mg合金的耐腐蚀性能

采用晶间腐蚀、剥落腐蚀实验结合扫描、透射电镜等手段观察分析腐蚀后合金的微观形貌和相结构,研究了合金元素和热变形工艺对新型Al-Mg合金的抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加合金在浓硝酸溶液中的腐蚀失重量增大,抗晶间腐蚀性能降低;合金中Zn含量的的提高导致在晶界上形成了不连续析出的Mg32(Al,Zn)49相,降低了合金的腐蚀失重量,提高了Al-Mg合金的抗晶间腐蚀性能。合金的抗腐蚀性能也受形变热处理工艺的影响,对冷变形后的合金进行适当的稳定化处理,相比单纯的冷变形可同时提高合金的抗晶间腐蚀性能与剥落腐蚀性能。冷变形后的残余应力、高位错密度以及拉长晶粒形貌都导致更多的析出相在晶界连续析出,形成网状膜,使合金的抗腐蚀性能降低。     

时效对Al-Li(2091)合金应力腐蚀行为的影响

本文研究了在不同时效状态下Al-Li(2091)合金在3％NaCl+0.5％H_2O_2溶液中应力腐蚀行为;并与传统的2024(CZ)合金进行了比较。结果表明,2091合金具有较好的抗应力腐蚀能力。利用扫描电镜与透射电镜分别对应力腐蚀断口和合金显微组织进行了观察和分析;对应力腐蚀开裂的机制进行了初步探讨。     

锅炉过热器管弯头开裂失效分析

某12Cr1MoVG钢锅炉在投入使用数月后发现过热器管弯头处发生开裂.采用光学显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪对锅炉过热器管弯头开裂进行了失效分析.结果 表明:过热器管弯头失效的主要原因为碱性环境下的应力腐蚀和氢脆,过热器管弯头在运行过程中局部存在浓缩碱溶液,浓缩碱溶液在高温和水的作用下腐蚀管道内壁并生成微量的氢,氢在残余应力的作用下侵入金属内部并在晶界处聚集引发氢脆,这是造成弯头内壁形成大量沿晶裂纹的根本原因.