E550钢埋弧焊接接头在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用增重测量、锈层截面观察、物相定量分析和电化学实验等方法研究了低合金耐候钢E550埋弧焊焊接接头在室内干湿循环加速腐蚀中的行为。结果表明:E550钢焊接接头的腐蚀速率低于母材。E550母材与焊缝的成分差异导致焊接接头不同部位的电位不同,并引起电偶腐蚀。电偶腐蚀对常规的大气腐蚀产生了抑制作用,造成焊接接头腐蚀前沿平整,锈层缺陷减少。随着表面锈层的生长,焊接接头表面不同部位的电位发生不同程度变化,并造成反复发生极性逆转,使腐蚀变得均匀,减弱了电偶腐蚀的局部腐蚀特征。     

核电汽轮机焊接转子接头在氯离子环境中的电偶腐蚀行为

为了研究焊接接头的尺寸效应对焊接接头的电偶腐蚀行为的影响,采用宏观电化学、微区电化学（SVET）、浸泡试验等试验研究了25Cr2Ni2MoV转子钢焊接接头在氯离子溶液中的电偶腐蚀行为.结果表明,焊缝的腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最大,焊缝区作为阳极优先发生腐蚀,而母材和热影响区作为阴极区被保护.进一步运用三维形貌仪（IFM）和扫描电镜（SEM）观察腐蚀表面形貌,发现随着焊接接头尺寸的增加电偶腐蚀效应更显著,但是当接头尺寸增大到一定程度后,电偶腐蚀效应又有所减弱.     

核电汽轮机转子堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为及有限元仿真

采用宏观电化学试验和浸泡试验研究25Cr2Ni2MoV汽轮机转子堆焊焊接接头在80 ℃,3.5% Cl?环境下的电偶腐蚀行为. 电化学试验结果表明,焊缝为腐蚀薄弱区,腐蚀电位从高到低依次为热影响区、母材、焊缝. 浸泡试验结果表明,随着母材面积的增大,焊缝平均腐蚀厚度逐渐加深. 进一步利用宏观电化学测试所获的电化学参量建立焊接接头电偶腐蚀有限元模型对比浸泡试验结果. 结果表明,有限元仿真结果能有效模拟堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为,为实际生产提供电偶腐蚀速率预测.     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

X80管线钢焊接接头的模拟重构及电偶腐蚀行为表征

利用离散、热模拟处理和模块化重构的微电极阵列对X80管线钢焊接接头进行模拟重构,并联用经典电化学测试技术和微电极阵列测试技术研究了X80钢模拟焊接接头及孤立分区在CO2饱和的NACE溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,在NACE溶液中,孤立的细晶区开路电位最正,腐蚀倾向小,而焊缝的电位最负,腐蚀倾向大;各部分的腐蚀电流密度大小关系为:部分相变区细晶区粗晶区母材焊缝;模拟X80钢焊接接头组织中,粒状贝氏体与铁素体的混合组织的开路电位最正,极化电阻最小。当各组成部分耦合后,模拟焊接接头中的焊缝和粗晶区作为主要阳极,腐蚀加速;细晶区和部分相变区作为主要阴极,腐蚀减缓;邻近热影响区的母材微电极以阳极性电流为主,远离热影响区的母材微电极以阴极性电流为主。提出电偶腐蚀强度因子用于表征电偶腐蚀强度。孤立的焊缝区的自腐蚀电流密度虽最小,但在电偶腐蚀的加速作用下,焊缝与粗晶区作为模拟焊接接头的薄弱环节,首先因腐蚀而失效。     

2219铝合金焊接接头晶间腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验及极化曲线测试方法对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊（FSW）及钨极氩弧焊（TIG）接头的腐蚀行为进行分析,借助金相显微镜、激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜及能谱仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物.结果表明,2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为主要与析出相有关,Al₂Cu的析出导致贫铜的无沉淀带作为阳极优先溶解.母材的抗晶间腐蚀能力最差,由表面点蚀开始,沿轧制方向逐渐发展为剥落腐蚀;TIG焊次之,表现为网状晶间腐蚀;FSW焊最低,焊核表现为点蚀,散落分布于表面.     

核电站不锈钢焊接接头的应力腐蚀行为

采用恒载荷应力腐蚀试验、恒变形应力腐蚀试验、慢应变速率试验等研究了S30403、S32101和S32205不锈钢焊接接头在硼酸溶液中的应力腐蚀行为。结果表明：经720 h的恒载荷、恒变形应力腐蚀试验后,3种不锈钢焊接接头均未发生断裂;在慢应变速率试验中,3种不锈钢接接头耐应力腐蚀性能的优劣顺序为S32205>S32101>S30403; Cl^-含量提高、pH降低、温度升高、氧含量提高均会使得不锈钢焊接接头的应力腐蚀敏感性升高,其中介质pH的影响比其他三种因素的影响都更加显著。     

低合金高强钢焊接接头在3.5％NaC1溶液中的腐蚀行为

采用金相显微镜、扫描电化学显微镜技术、电化学阻抗技术和扫描开尔文探针技术观察了低合金高强钢焊接接头的微观组织,分析了其腐蚀电化学特征,研究了焊接接头不同区域在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为.结果 表明,母材电位较负,焊缝区电位较正.由于微观组织不均匀,熔合区和热影响区中的电位分布不均匀,熔合区中的粒状贝氏体电极电位高...     

焊接工艺参数对奥氏体不锈钢焊接接头腐蚀行为的影响

通过草酸腐蚀和硫酸-硫酸铁腐蚀实验，研究了奥氏体不锈钢焊接接头腐蚀与焊接热输入的关系。结果表明，随着焊接线能量的增加，其焊接接头腐蚀越严重。随着焊接线能量的增大，腐蚀率增大且有加速趋势。     

N800CF低碳贝氏体钢及其焊接接头腐蚀行为研究

采用周期浸蚀试验研究了N800CF低碳贝氏体钢及其焊接接头在模拟工业大气环境下的耐腐蚀行为,并与SMA490BW和Q345C两种材料进行了对比。通过计算腐蚀失重率以及电化学极化曲线分析其腐蚀行为与机理。结果表明,N800CF低碳贝氏体钢耐工业大气腐蚀性能低于SMA490BW耐候钢,但好于Q345C低合金钢;N800CF低碳贝氏体钢接头的耐蚀性能高于母材,且不同焊接热输入下的N800CF低碳贝氏体钢接头在腐蚀前期耐蚀性相差不大,随着腐蚀时间的延长,线能量为15 kJ/cm时焊接接头耐蚀性最好,当线能量达到18 kJ/cm时其耐蚀性相对较差。     

The corrosion behavior of Fe-Mn-Al weld metals

The corrosion resistance of a newly developed iron-base, Fe-Mn-Al austenitic, and duplex weld metal has been examined in the NACE solution consisting of 5 wt.% NaCl, 0.5 wt.% acetic acid, and the balance distilled water. The electrochemical techniques such as potentiodynamic polarization, Tafel plots, linear polarization, cyclic polarization, and open-circuit potential versus time were employed. The Fe-Mn-Al weld metals did not passivate and exhibited high corrosion rates. Fe-Cr-Ni (310 and 316) weld and base metals were also examined in the NACE solution at room temperature. The 310 and 316 base metals were more resistant to corrosion than the as-welded 310 and 316 weld metals. Postweld heat treatment (PWHT) improved the corrosion performance of the Fe-Mn-Al weld metals. The corrosion resistance of Fe-Mn-Al weld metals after PWHT was still inferior to that of the 310 and 316 weld and base metals.     

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。     

焊接接头延性裂纹扩展的数值模拟

用GTN损伤模型对30Cr2Ni4MoV转子钢焊接接头延性裂纹的扩展进行了有限元模拟.模拟得到的焊缝、母材和热影响区断裂韧性试样的载荷—位移曲线和J-△a阻力曲线与试验曲线吻合良好,以此确定了GTN模型中的材料损伤参数.结果表明,焊缝的裂纹扩展阻力最低,热影响区最高,母材居中;当初始裂纹位于母材和热影响区界面时,裂纹偏向强度和扩展阻力较低的母材一侧扩展,其阻力曲线和母材相似;当初始裂纹位于热影响区和焊缝界面时,裂纹向焊缝一侧偏离且沿着界面扩展,阻力曲线较焊缝稍有降低.     

温度对异金属焊接接头CO2腐蚀的影响

为研究温度对异金属焊接接头CO2腐蚀的影响,使用熔化极气体保护焊（MIG）方式焊接X70管线钢和2205双相不锈钢．对基材／焊缝界面的组织和不同温度下的CO2腐蚀形貌进行了观察和分析．结果表明,焊缝侧显微组织呈树枝状奥氏体组织;焊缝存在较窄的熔合区且存在第二类边界线,Ni,Cr等元素存在浓度梯度．与低温相比,高温下焊接接头微合金钢侧产生较严重的CO2腐蚀,微合金钢表面的腐蚀产物膜呈疏松状,焊缝侧腐蚀产物膜较致密．电解液中两侧母材及焊缝的电位差、温度的不同导致离子的迁移速率不同,造成微合金钢和焊缝的腐蚀倾向不同．     

316L钢焊接接头在液态铅铋合金中的空泡腐蚀研究

通过使用大功率超声空化装置对固溶处理前后的焊接接头在液态铅铋合金中的空泡腐蚀行为进行了研究。使用电子扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对不同空化时间的焊缝的表面形貌、表面粗糙度以及表面硬度进行分析。研究发现,随着空泡腐蚀的不断进行,材料表面的粗糙度和最大腐蚀深度均在不断增加,且固溶处理前后的焊缝在空泡腐蚀前期均出现加工硬化的现象。未固溶处理的焊缝表面还出现显著的塑性变形的痕迹。固溶处理后的焊缝硬度大幅提高,塑性虽然下降,但是结果表明固溶处理后的焊缝组织的耐空蚀性能更好。     

环境因素对X80钢焊接接头腐蚀电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位极化技术研究溶解氧、温度、pH值等环境因素对X80管线钢焊接接头在库尔勒土壤环境中的腐蚀电化学特征的影响。结果表明,库尔勒土壤模拟溶液中溶解氧从0.5 mg/L增大到6.5 mg/L时,X80管线钢焊接接头的腐蚀程度越来越严重,当氧含量为6.5 mg/L时,试样的腐蚀电流密度达到59.237 μA/cm²;环境温度从20 ℃上升到60 ℃,X80钢焊接接头的腐蚀程度明显加剧,当温度为60 ℃时,试样的腐蚀电流密度达到44.593 μA/cm²;溶液pH值从7.0增大到11.0,X80钢焊接接头的腐蚀程度相对减弱,当pH值达到11.0时,试样的腐蚀电流密度达到31.417 μA/cm²。溶解氧含量对X80钢焊接接头的腐蚀行为影响最大,其次pH值的影响,温度对试样的腐蚀性影响相对最小。     

2195铝锂合金摩擦搅拌焊接头组织与腐蚀行为

研究了5 mm厚度2195-T8铝锂合金板材摩擦搅拌焊(FSW)接头不同位置的显微组织、腐蚀电化学行为以及在晶间腐蚀介质中的腐蚀特征. 结果表明,母材为纤维状晶粒组织,而焊核区为晶粒尺寸小于10 μm的完全再结晶组织. 2195-T8铝锂合金母材时效强化相为T1相(Al₂CuLi)和θ'相(Al₂Cu),热力影响区大部分T1相和全部θ'相已重新溶解至基体中,而焊核区所有T1相和θ'相均重新溶解. 从母材至焊核区,电位逐渐增加,相应地FSW接头上表面发生宏观平面电偶腐蚀,焊核区承担阴极电流,而母材部分则承担阳极电流. 在晶间腐蚀介质中,焊核区表面发生程度较轻的均匀腐蚀,母材部分发生深入基体内部的腐蚀.     

基于电化学方法5Cr钢熔化焊接头CO2腐蚀行为

为了获得5Cr钢熔化焊焊接接头的动态腐蚀特性,采用基于电极电位的电化学方法进行5Cr钢焊接接头耐CO₂腐蚀行为的研究,建立了基于极化曲线下的腐蚀模型,研究了不同填充材料的焊接接头的耐腐蚀性. 研究发现,在温度为40 ℃,CO₂分压为10个大气压等加速腐蚀条件下,低铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位最正,腐蚀速率最小,高铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位较正,腐蚀速率较小,无铬焊丝的焊缝自腐蚀电位最负,腐蚀速率最大. 对比只反应腐蚀前后质量变化的失重法,电化学方法反映了腐蚀周期任一时刻的动态腐蚀速率,基于电化学腐蚀模型下的腐蚀速率与失重法测量结果相吻合. 验证了电化学腐蚀模型的正确性. 结果表明,低铬钢匹配适当的低铬焊丝可使得焊接接头具有较强的耐CO₂腐蚀性能.