显微组织对X100管线钢氢致开裂及氢捕获行为影响

依据NACE TM 0284-2011标准评估了不同显微组织X100管线钢的氢致开裂(HIC)敏感性,采用场发射扫描电镜、氢显等手段观察了钢中HIC裂纹的萌生和扩展以及H的聚集,借助于氢渗透动力学参数分析了X100管线钢不同显微组织试样的氢捕获效率与HIC敏感性的内在关联。结果表明,具有不同显微组织的X100管线钢HIC敏感性依次为:原始铁素体-贝氏体组织试样炉冷处理的块状铁素体组织试样风冷处理的针状铁素体组织试样;钢中组织对氢的捕获效率越高,钢材对HIC敏感性越大;H原子容易在夹杂物和基体之间的界面处聚集,钢中的MnS夹杂、Ca-Al-Si-O复合夹杂和MnO夹杂均为HIC裂纹萌生源。     

X65抗酸管线钢中非金属夹杂物和氢致开裂裂纹的分析及预测

采用金相和扫描电镜分析方法,对X65抗酸管线钢中的大尺寸非金属夹杂物及夹杂物诱发的氢致开裂(HIC)裂纹进行了研究,并采用极值统计方法对不同体积管线钢中大尺寸非金属夹杂物及其可能诱发的HIC裂纹尺寸进行了预测.结果 表明,X65管线钢中大尺寸非金属夹杂物随着预测体积的增加而增大,预测的最大夹杂物尺寸与实际观察结果相吻合...     

夹杂物对油井管钢氢致开裂腐蚀的影响

对油井管钢进行了pH 2.0溶液浸泡的氢致开裂(HIC)试验。考察了油井管钢的抗HIC性能,分析了不同种类夹杂物对钢板HIC性能的影响。结果表明,在强酸性腐蚀环境中,夹杂物越多,钢对HIC越敏感。诱发油井管钢氢致开裂的夹杂物主要为MnS夹杂物、Al2O3夹杂物和硅铝酸盐复合夹杂物,其中长条状MnS夹杂物危害最大。夹杂物诱发裂纹的初期形貌为夹杂周围出现空洞,空洞的扩展成为氢致裂纹。     

X100管线钢焊接接头抗HIC性能研究

利用OM和SEM研究了X100管线钢焊接接头的微观组织,并利用EDS分析接头中的非金属夹杂物种类及成分。结果表明,实验用X100管线钢焊接接头由针状铁素体、粒状贝氏体和M/A岛组成;焊缝金属中含有MnS,Si的氧化物和Al的氧化物及Al-Mg-O和Ca-Al-O-S系夹杂物。焊接接头氢致开裂敏感性较高,焊缝金属中的非金属夹杂物及硬脆M/A组元与基体之间的界面和应力导致氢致裂纹的萌生,并沿粗大的贝氏体晶粒扩展。     

夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响

通过金相分析、电化学极化腐蚀充氢法和氢致开裂试验,研究了夹杂物和带状组织对不同化学成分的管线钢氢致开裂性能的影响,并对夹杂物和带状组织对管线钢氢致开裂的影响因素进行了分析。结果表明:非金属夹杂物是氢致裂纹萌生的裂纹源,其中较大尺寸的Si、Al、Ca及其复合型氧化物夹杂物易于诱发裂纹形成,对管线钢抗氢致开裂的敏感性有很大影响。C、Mn和Si等元素偏析形成带状组织,易造成带状组织硬度过高,也是氢致裂纹萌生和扩展的聚集场所,对管线钢抗氢致开裂恶化有很大影响。     

夹杂物对X120管线钢氢致开裂的影响

研究了X120管线实验钢的抗H_2S氢致裂纹敏感性。用多功能金相显微镜对X120管线实验钢非金属夹杂物进行颗粒度分析,用场发射扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析裂纹形貌和裂纹内夹杂物。结果表明:X120管线实验钢氢致开裂一般都从非金属夹杂物处萌生扩展,并互相交叉连接;实验钢中B类夹杂物较D类夹杂物易于形成长条型裂纹,且B类夹杂物级别越高,其HIC敏感性越大;X120管线钢中S、Al含量越高,其夹杂物级别越高,非金属夹杂物数量越多,氢致开裂敏感性也越大。     

X80管线钢氢致开裂研究

通过电化学充氢法研究了X80管线钢氢致裂纹(HIC)的种类及开裂特征,探讨了氢致开裂规律,对X80管线钢的氢致开裂影响因素进行了分析.结果表明:随充氢时间的延长和电流密度的增大,氢鼓泡的密度逐渐增大,体积先增大后趋于稳定;形成的氢致裂纹主要呈阶梯状,由直线型裂纹和“S型裂纹”组成,多以穿晶方式扩展,裂纹尖端沿着晶界萌生;X80管线钢中的带状组织是氢致裂纹萌生和扩展的聚集场所;非金属夹杂物是氢致裂纹萌生的裂纹源,其中较大尺寸的A1和Si的氧化物易于诱发“S型裂纹”形成,对管线钢抗氢致开裂的敏感性有很大影响.     

国产X70管线钢及其焊缝的氢致裂纹

依据氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking,HIC)试验标准,针对国产X70管线钢及其焊缝进行了HIC性能的研究,同时分析讨论了夹杂物对HIC性能的影响。研究结果证明,焊缝抗HIC能力不因焊接过程中焊接接头发生的一系列变化而比母材低;随着非金属夹杂物含量的增加,国产管线钢HIC敏感性增加。此外,夹杂物的形态和分布同样影响着管线钢的抗HIC性能。     

贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为

依据NACE TM2048-2005标准测试了热轧态X120管线钢的氢致开裂敏感性,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察裂纹和组织形貌,结合氢压理论讨论了贝氏体组织管线钢的氢致开裂行为。结果表明,X120管线钢的氢致裂纹多从较大尺寸的夹杂物处萌生;氢致裂纹沿原奥氏体晶界扩展,部分裂纹穿过板条贝氏体组织,块状贝氏体铁素体组织有较好的抗氢致开裂性能。     

X100/X120管线钢焊接接头强韧化研究进展

围绕X100/X120管线钢焊接接头组织的强韧化,从合金元素、热影响区的脆化软化、HIC敏感性以及焊接工艺等方面综述了国内外X100/X120管线钢最新研究进展及其应用前景。X100/X120焊材主要以Mn-Mo-Ni为合金系,焊缝金属为贝氏体和马氏体组织,以板条贝氏体及马氏体为强化相;粒状贝氏体、少量针状铁素体为韧化相。热影响区依靠高熔点氧化夹杂物在1 400℃下仍可有效钉扎原奥氏体晶粒,起到细化晶粒的作用,抑制热影响区的软化和脆化。调整合金化过程,减少焊缝中含Al、S的非金属夹杂物,并控制其形貌可降低X100/X120管线钢焊缝HIC敏感性。     

X100钢级螺旋缝埋弧焊管抗H_2S腐蚀性能研究

对X100钢级螺旋缝埋弧焊管进行了氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究,结果表明:X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体的抗H2S腐蚀性能差。分析认为:带状组织和硬度高是导致管体和焊接接头氢致裂纹超标的主要原因,氢致裂纹主要是穿晶型和沿晶型开裂;而焊缝中存在夹杂物,以及焊缝中晶内针状铁素体组织和热影响区中粒状贝氏体组织引起的硬度波动和偏高,是导致焊缝处发生应力腐蚀断裂的主要原因。电化学试验和残余应力测试,也进一步证实了X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体更易于腐蚀。     

正火态抗酸管线钢的氢致开裂

为了研究正火态BNS抗酸管线钢的氢致开裂行为,对该钢进行了硫化氢腐蚀试验,检验了其氢致裂纹(HIC)敏感性。通过光镜(OM)、扫面电镜(SEM)并结合电子探针分析(EPMA)、显微硬度等方法,从显微组织、裂纹形貌、中心偏析、硬度等方面分析了BNS管线钢的氢致开裂行为。结果表明:正火态BNS管线钢中C、Mn元素中心偏析导致了高硬度的珠光体带状组织,这种带状组织是厚度心部大尺寸一字型氢致裂纹的主要裂纹源和扩展通道,裂纹进行穿晶型扩展;微小的氢致裂纹起源于钙铝酸盐类夹杂物处,当夹杂物周围不存在合适的裂纹扩展通道时,微小裂纹不会扩展形成大尺寸裂纹。     

显微组织对X65～X70管线钢抗H2S性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法,研究了X65～X70级别管线钢在饱和H2S溶液中的氢致开裂行为,及不同显微组织、位错与析出对氢致开裂（HIC）的作用.结果表明：组织均匀的珠光体/铁素体型X65管线钢和铁素体/针状铁素体型X70管线钢均具有良好的抗H2S腐蚀性能;带状组织是裂纹萌生和扩展的主要途径;合金元素的弥散析出作用可以提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能.     

管线钢亚微米级夹杂物的控制及对抗HIC性能的影响

通过添加Ti和Ti-Mg改性剂,试制了不同夹杂物组态的X70酸性环境用管线钢。利用OM和SEM分析试验钢中夹杂物的形态、尺寸、分布与成分;根据均质形核临界形核半径讨论了钢中夹杂物的形核和长大;测试了试验钢的氢致开裂(HIC)敏感性,并讨论了夹杂物对HIC敏感性的影响。结果表明:加Ti和加Ti-Mg均可以有效的在钢中产生大量细小、弥散的氧化物核心,其中加Ti试验钢中夹杂物以Al-Ti氧化物为核心,主要为大量亚微米级夹杂物和少量大尺寸不规则氧化物;而Ti-Mg试验钢中夹杂物以Al-Mg-Ti氧化物为核心,析出MnS,不易长大,夹杂物具有细小、弥散分布的特征。两种试验钢抗HIC性能均达到欧标要求,且Ti-Mg试验钢中完全没有发现氢致裂纹,这对提升试验钢抗HIC性能的效果明显。     

电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为

采用电化学充氢的方法研究了X70管线钢在不同浓度硫酸溶液中的氢致开裂(HIC)行为．结果表明,增大充氢电流密度、延长充氢时间以及降低充氢溶液的pH值能够促进氢进入X70钢基体．微观观察表明,X70钢中的非金属夹杂物如氮化物和氧化物等对其氢致开裂行为有不同的影响,氮化物夹杂并不是充氢裂纹的必然形核位置,而Mg,Al,Ca等的氧化物是更为有害的氢致裂纹源．通过氢渗透实验测得室温下氢在X70钢中的有效扩散系数为3．34×10-9cm2／s．对XT0管线钢基体及焊缝试样电化学预充氢后拉伸,焊缝试样的拉伸塑性较差,各项塑性指标在充氢前、后均低于X70钢基体材料．     

X80级管线钢的抗氢致裂纹性能

采用光学显微镜（OM）、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等设备,运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）光谱分析技术和电子探针X射线显微分析技术,研究了3种不同合金体系X80级管线钢的抗氢致裂纹性能及氢致开裂的原因。结果表明,新开发的两种低碳低锰微合金成分管线钢均满足X80级别钢的强度要求,其中加入较低锰的微合金体系试验钢经腐蚀溶液浸泡后没有裂纹出现,抗HIC性能较好。氢致裂纹主要沿着多边形铁素体边界扩展,针状铁素体具有一定的止裂作用。C、S、Mn、Si、Al等元素偏析造成的氧化物夹杂、富碳相及大块的MA岛不利于抗HIC性能。     

管线钢氢致裂纹影响因素研究进展

许多石油和天然气中都含有H2S,因此油气输送用管线钢应具备抗氢致裂纹(HIC)的性能。综述了化学成分、夹杂物及微观组织对管线钢氢致裂纹影响的最新研究进展。控制管线钢中C≤0.06%,Mn≤1.4%,同时使杂质元素P≤0.015%、S≤0.002%、O≤10μg/g、H≤2.0μg/g,并控制Ca为10~35μg/g,从而减少长条状MnS夹杂、链状氧化铝B类夹杂及Mn、P偏析区,有助于提高管线钢HIC抗力。小尺寸及形态圆润无尖角夹杂周围不易形成HIC。管线钢采用针状铁素体组织,同时减少带状组织及MA岛数量及尺寸,可以在保证优异的强韧性同时,满足抗HIC性能要求。     

管线钢X65MS的硫化氢腐蚀开裂分析

针对管线钢X65MS的硫化氢腐蚀开裂的现象,通过成分偏析、钢中的非金属夹杂物以及组织形态匹配三个方面对HIC性能的影响进行了研究分析,得出硫、磷含量、夹杂物的尺寸以及组织形态是影响HIC性能的组织因素,并从实际生产出发,规定了各个影响因素的实际控制要求,对其他生产相关产品的企业有一定指导和参考作用。     

管线钢在硫化氢水溶液中的台阶状氢致开裂分析

对管线钢室温分别在H2S NACE溶液和H2S 人工海水溶液中的氢致开裂进行了研究。管线钢在NACE试验介质中发生了氢致开裂(HIC)，沿夹杂物／基体界面及轧制方向的(珠光体 铁素体)带状组织导致了台阶状裂纹；而其在人工海水中则对HIC不敏感。为了提高管线钢的抗氢致开裂性能，应控制带状组织形态和级别。     

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依据NACE标准研究了X80级管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）和氢致开裂（HIC）行为。研究表明该X80级管线钢具有较好的抗SSCC和HIC性能,其中临界名义应力Sc达到：1 265 MPa;裂纹敏感率、裂纹长度率和裂纹厚度率均为0;酸性环境下氢的扩散以及应力集中的交互作用导致材料的韧性损失,从而促使裂纹的形成和扩展,最终导致材料断裂。以均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC＆HIC性能。