阴极保护对低合金钢在海水中断裂行为的影响

本文系统地研究了AISI4340,HY100,WELTEN60,AISIA537和A131低合金钢在开路和阴极保护电位下海水中的应力腐蚀开裂(SCC)和腐蚀疲劳(CF)行为.试验结果表明,阴极保护可以使合金钢在海水中不发生SCC的界限强度降低;而对低合金钢在海水中CF裂纹扩展速率的影响则不是单一的,与其强度及SCC的行为密切相关.指出在海洋工程结构中,应尽可能把阴极保护电位控制在规定区域的上限,同时可把海洋平台用钢的强度提高200—300MPa     

外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和SEM形貌分析等方法,研究了外加电位对X80钢在南雄土壤模拟溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为的影响。结果表明,在不同外加电位下,X80钢在土壤模拟溶液中呈现出不同的SCC敏感性。在-550mV(SCE,下同)阳极电位下,X80钢的阳极溶解抑制了其SCC的发生;在自腐蚀电位Ecorr(约-720mV)下,X80钢SCC行为呈现出受阳极溶解和氢脆混合控制的机制;在-850mV阴极电位下,阴极保护抑制了X80钢SCC的发生;而在-1 000mV和-1 150mV阴极电位下,氢脆在X80钢SCC过程中占重要作用。     

应力比对D36钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响

采用三点弯曲实验研究应力比R对处于不同环境下的D36钢稳定裂纹扩展区疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明,空气中应力比对pairs区的疲劳裂纹扩展速率影响不大,然而海水环境中,在中等△K值范围内,应力比对裂纹扩展速率影响较空气中明显,且其裂纹扩展速率随着应力比的增加而增大.这种现象产生的原因是氢脆作用随着应力比的增大显著增强.通过三电极体系在f=1 Hz,R=0.1条件下分别对试件施加-400,-600,-800,-1000和-1200 mV的电极电位.结果表明,强阴极极化 (-1200 mV) 和阳极极化 (-400 mV) 在一定△K范围内会加速裂纹扩展,综合得出该条件下腐蚀疲劳的阴极保护电位为-800 mV.而应力比为0.3和0.5时施加-800 mV的电极电位对材料的保护作用减弱.     

钢在海水中阴极保护条件下的裂纹扩展特征SCIEI

研究了WFG362钢和A537CL1海洋平台用钢在海水中阴极保护下裂纹扩展的特征。实验结果表明:Ca,Mg沉淀物对裂纹扩展有阻碍作用,使裂纹扩展速率不再随ΔK单调上升,扩展速率曲线成V字型,在一定的ΔK值下扩展速率达到最小值。此外沉积物的作用也使最佳阴极保护电位区间发生了变化,-800—-900mV和-1100—-1500mV为海水中这种材料的最佳保护电位区间,-950—-1000mV范围内为十分有害的区间。     

A508Ⅲ低合金钢在不同浓度硼酸溶液中的腐蚀与电化学行为

采用失重试验以及电化学测试研究了A508Ⅲ低合金钢在25℃下0.05～0.5 mol/L硼酸溶液中的腐蚀与电化学行为.A508Ⅲ钢在高浓度硼酸溶液中开路电位低于-500 mV(SCE),对应低电化学阻抗和高腐蚀速率.A508Ⅲ钢在低浓度硼酸溶液中的开路电位会出现三种状况:低于-500mY、大于-200mV和介于其间的中间电位,其中高开路电位对应高电化学阻抗,而低开路电位对应低电化学阻抗.A508Ⅲ钢在所测试的几种硼酸溶液中的阳极极化曲线与阴极极化曲线均在较宽的电位范围内表现出电位-电流线性关系,与溶液的低电导率有关.开路电位值以及相应的腐蚀速率结果与电位-pH图计算结果一致.     

储罐钢SPV490Q在水压试验中的腐蚀性能

采用浸泡试验和慢应变速率拉伸试验研究了储罐钢SPV490Q在海水和淡水中的腐蚀性能差异。浸泡试验结果表明,SPV490Q在海水和淡水中的自腐蚀电位变化趋势基本一致,浸泡初期电位负移,浸泡后期电位正移并逐渐稳定;SPV490Q在海水和淡水中的腐蚀率接近。慢应变速率拉伸试验结果表明,SPV490Q在海水和淡水中的应力腐蚀敏感性均属于具有高应力腐蚀抗力。     

8090铝锂合金薄板的应力腐蚀行为

采用慢应变速率试验法(SSRT)就应变速率、极化电位及时效条件的影响等研究了8090铝锂合金薄板在3.5％氯化钠溶中的应力腐蚀行为。其应力腐蚀敏感性随应变速率和极化电位而变化,且存在一个最敏感的应变速率(1×10~(-6)s~(-1))和一个发生应力腐蚀的临界电位(—800 mV,SCE)。8090合金薄板在欠时数状态下对应力腐蚀最敏感,峰时效状态下次之。而过时数状态下则不敏感。根据实验结果和断口形貌特征,认为8090合金薄板的应力腐蚀为阳极活性通道机制,但在强烈渗氢情况下,氢可能成为应力腐蚀的主导因素。     

L80钢在CO2/H2S腐蚀环境中的力学特性

目的：研究L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性。方法利用微机控制慢应变速率拉伸试验机,对特定腐蚀条件下的L80钢试样进行拉伸实验,分析各因素对L80钢力学特性的影响变化规律。结果在CO2/H2S环境中,随着含水率的增加,L80钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率均下降,L80钢拉伸曲线出现劣化。随预拉应力的增大,L80钢的屈服强度变化不明显,而抗拉强度和延伸率降低,当预拉应力超过0.8σs时,L80钢的腐蚀速率显著增加,表现出较强的应力腐蚀敏感性;随着H2S分压的增加, L80钢的力学性能发生劣化,表现出氢脆敏感性,而受CO2分压的影响不明显;温度升高导致L80钢的拉伸曲线出现了轻度劣化,延伸率和屈服区宽度小幅降低,但抗拉强度变化不大。结论 L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性受温度、CO2分压影响程度小。含水率和预拉应力的增大降低了L80钢的力学韧性,预拉应力的存在使L80腐蚀速率加快,缩短了耐腐蚀寿命。L80钢的力学性能对于H2S分压较对CO2分压更为敏感,试样的断裂是机械拉力和应力腐蚀共同作用的结果。     

极化电位下高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展的表征

研究了不同极化电位下高强钢在3.5%NaCl溶液中疲劳裂纹扩展速率的变化规律.在强阴极极化(-1100 mV～-1200 mV)和阳极极化(-200 mV～-400 mV)条件下,高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展寿命明显缩短,而极化电位为-800 mV～-1000 mV时,高强钢腐蚀疲劳寿命延长.在Paris经验公式的基础上,引...     

热处理对X80管线钢在模拟海水中应力腐蚀的影响

利用电化学工作站测试了经不同工艺热处理后X80钢在海水模拟液中的极化曲线,并采用慢应变拉伸试验（SSRT）对其在模拟海水环境中进行了应力腐蚀试验。用扫描电镜（SEM）观察试样的断口形貌,并结合腐蚀试验结果分析在模拟海水环境中X80钢的应力腐蚀开裂机理。极化曲线表明未经过热处理的X80钢耐蚀性最差,腐蚀电流密度最大,热处理有效改善了钢样在模拟海水中的耐蚀性能,在回火温度为650 ℃时,腐蚀电流密度最小;SSRT试验结果表明,热处理后试样的断裂强度和伸长率增加,说明应力腐蚀开裂敏感性降低,并且回火温度越高,应力腐蚀开裂敏感性越低;电镜扫描结果显示经热处理后的试样断口出现了韧性断裂特征,宏观断口出现颈缩,微观上也可以观察到韧窝。     

45MnSiV预应力钢筋的应力腐蚀

用慢应变速率、动电位扫描和断口分析等试验方法,研究了45MnSiV 预应力高强度钢筋的应力腐蚀行为。结果表明,在未受侵蚀的混凝土中.45MnSiV 预应力钢筋不会发生应力腐蚀开裂;若 HCl,NaCl 或 SO_2等侵入混凝土,使其 pH 值下降,则会出现阳极溶解型的应力腐蚀。45MnSiV 预应力钢筋的最佳阴极保护电位为-800mV(SCE)左右。如果外加电位偏低,则不论混凝土受侵蚀与否,均将引起45MnSiV 预应力钢筋的氢致开裂。     

外加电位对316L不锈钢在硼酸溶液中应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸 (SSRT) 实验,结合不同扫描速率下的动电位极化曲线,对316L不锈钢在动电位极化曲线不同区下的应力腐蚀开裂 (SCC) 敏感性以及腐蚀机理进行了研究。通过断口的SEM形貌进一步分析了316L不锈钢在硼酸溶液中的应力腐蚀开裂机理。结果表明,在近中性硼酸溶液环境下,外加电位对应力腐蚀开裂敏感性具有一定影响;当外加电位处于钝化区和过钝化区时,其SCC机制是由阳极溶解控制,且随着电位的升高其SCC敏感性增大;外加电位为-600 mV时,开裂机制为氢致开裂,此时316L不锈钢有最大SCC敏感性。     

A Study on Stress Corrosion Cracking of X70 Pipeline Steel in Carbonate Solution by EIS

In this study, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) simultaneously with the slow strain rate testing were used to investigate the stress corrosion cracking (SCC) behavior of X70 pipeline steel in high pH bicarbonate solution at different applied potentials. Potentiostatic EIS tests were also conducted at certain times to determine the changes associated with the SCC. Circuit models for the cracking were proposed by the use of the potentiostatic EIS measurements at different applied potentials. Finally, the results of the potentiostatic EIS tests and the SSR tests showed the decline of the circuit element resistance by increasing the stress which was related to the cracking. It was also observed that the X70 pipeline steel was most susceptible to SCC at potential of ?650 mV versus SCE.     

阴极极化下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为研究

采用电化学阻抗和慢应变速率方法,结合扫描电子显微镜,研究了不同阴极极化电位下X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：鹰潭土壤模拟溶液中,X80钢/溶液界面处电荷转移电阻随阴极极化程度增加先升后降。在自腐蚀电位条件下开裂机理为阳极溶解,当外加电位为-1000 mV (vs SCE),应力腐蚀敏感性最低,此电位为最佳保护电位;继续增大阴极极化程度,应力腐蚀敏感性增加,此时开裂机制为氢和应力协同作用下的氢致开裂。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

34CrNi3Mo钢在NaOH水溶液中应力腐蚀开裂机理的研究

本文应用恒电位下应力腐蚀开裂(SCC)的断裂力学试验方法、氢渗透、声发射和电子金相技术,研究了34CrNi3Mo钢在30％NaOH水溶液中SCC机理:在开路电应下,只有当温度>50℃时方可出现SCC;在80℃时,当给定电位E于-1150mV(SCE)时,为活性通道溶解(APC)型SCC,而当给定电位负于-1150mV(SCE)时,州为氢脆(HE)型SCC。由此可见,即使是同—钢—环境体系,SCC的机理也是可变的,因此,想把SCC机理归纳成一个统一的模型是不妥当的。     

Environment sensitive cracking of pre-stressing steels

Slow strain rate stress corrosion tests on notched or pre-cracked specimens of pre-stressing steel immersed in Ca(OH)₂ solutions, to which HCl was added where the pH needed to be reduced, have shown that enhanced cracking results at potentials below about ? 900 mV, irrespective of pH, and that there is a further regime of environment sensitive fracture at higher potentials, with an intermediate region in which cracking is absent or less severe than at other potentials. The lower potential regime of cracking appears to be related to the ingress of hydrogen into the steel, whereas that at higher potentials occurs when the pitting potential is exceeded and appears to be dissolution-related.     

强度对钢SCC敏感性的影响

通过对不同强度等级的40CrNiMo,50Mn 18Cr4MoVN,34CrNi3Mo钢的SCC研究,探讨了强度对不同机理SCC敏感性的影响规律。试验结果表明,强度对不同类型SCC的敏感性有着不同的影响。对于由氢脆和由强化相构成连续活性通道阳极溶解机理控制的SCC,提高强度使钢的抗SCC能力降低;而在塑性变形所控制下的SCC,提高钢的强度可以提高抗SCC的能力。     

Stress corrosion cracking study of microalloyed pipeline steels in dilute NaHCO3 solutions

Studies were carried out to evaluate the stress corrosion cracking (SCC) behavior of a X-70 microalloyed pipeline steel, with different microstructures by using the slow strain rate testing (SSRT) technique at 50 °C, in NaHCO₃ solutions. Both anodic and cathodic potentials were applied. Additionally, experiments using the SSRT technique but with pre-charged hydrogen samples and potentiodynamic polarization curves at different sweep rates were also carried out to elucidate hydrogen effects. The results showed that the different microstructures in conjunction with the anodic applied potentials shift the cracking susceptibility of the steel. In diluted NaHCO₃ solutions cathodic potentials close to their rest potential values decreased the SCC susceptibility regardless the microstructure, whereas higher cathodic potentials promote SCC in all steel conditions. Certain microstructures are more susceptible to present anodic dissolution corrosion mechanism. Meanwhile concentrated solution did not promotes brittle fracture.     

X70管线钢在不同温度近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂行为

采用慢应变速率实验(SSRT)研究了不同温度和电位下X70管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为．结果表明，不同温度下，X70管线钢在近中性pH溶液中的开裂方式都是穿晶型的，具有准解理特征，并且随着外加阴极电位的降低，SCC敏感性增加，氢致开裂占主导．随温度的下降，溶液pH值略有降低，SCC敏感性增加。