L245无缝钢管在4MPa氢气环境下的氢脆敏感性研究

为了考察低钢级管线钢在中压氢气环境下的氢脆敏感性，采用光滑和缺口试样慢拉伸试验方法，结合宏观和微观断口表征与分析，研究了L245钢在空气和4 MPa氢气中的氢脆敏感性。结果表明：L245钢光滑试样在4 MPa氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和延伸率的损失率分别为5.2%、4.8%和-0.1%,而缺口试样在4 MPa氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移的损失率分别达到19.1%、45.6%、15.4%,即发生了氢脆。L245钢光滑试样在空气介质中的慢拉伸断裂方式为韧性断裂；开缺口后起裂源开始于缺口位置，然后以准解理断裂的方式向内部扩展，加速试样断裂过程，但整体仍然表现为韧性断裂。相比之下，当L245钢光滑试样在4 MPa氢气环境中时，会在颈缩位置产生裂纹源；开缺口后，从缺口位置向内部产生的准解理断裂区域显著增加，使得断裂过程急剧加快，而心部则发生了氢致韧断。开缺口后L245钢在4 MPa氢气中的断裂方式为准解理断裂与氢致韧断相结合。     

拉伸速率对Ni40 Ti50 Fe10合金环境氢脆的影响

研究了不同应变速率对Ni40Ti50Fe10合金环境氢脆的影响,并用扫描电子显微镜观察了拉伸断口的形貌.研究结果表明:Ni40Ti50Fe10合金在真空中的拉伸行为与应变速率无关,断口形貌主要是韧窝塑性断口.Ni40Ti50Fe10合金在空气中的塑性随着应变速率的降低而减小,断口形貌也从韧窝塑性断口转变为韧窝塑性断口和解理脆性断口的混合断口.Ni40Ti50Fe10合金在氢气中低应变速率拉伸时表现出明显的脆性,断口形貌主要为解理脆性断口.在高应变速率下(2×10-1s-1),Ni40Ti50Fe10合金在真空、空气和氢气中的塑性相近,说明在该应变速率下可以有效地抑制环境氢脆.Ni40Ti50Fe10合金的屈服强度不受应变速率和环境的影响.     

X80管线钢埋弧焊接头冲击韧性及其断口形貌分析

对X80管线钢埋弧焊焊接接头进行了-80～20℃温度范围的夏比冲击实验。测试了其冲击吸收功和脆性断面率,用扫描电镜观察了其断口形貌,分析了焊接接头断裂形式和断口形貌,讨论了焊接接头的韧脆转变温度和冲击断裂的力学行为。结果表明,室温时断口为韧窝状分布,焊接接头的韧脆转变温度为-28℃;断口形貌由韧性断裂向脆性断裂转变,断口主要表现为解理断裂。     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

室温形变软氮化复合处理对16Mn钢力学性能影响的研究

本文研究了室温形变加软氮化复合处理后对16Mn钢力学性能的影响,试验结果表明:没有形变的试样脆性严重,拉伸强度及冲击韧性均很低;随着形变量的增加,拉伸强度,塑性和冲击韧性随之有较大幅度的增加;与此同时,断口形式由没有形变的解理脆性断口转变为韧窝形韧性断口。本试验再一次指出,不仅纯铁、08F钢及20钢等低碳钢中在形变软氮化复合处理后存在着强韧化现象,在低碳低合金钢16Mn中亦同样存在。     

P92钢高温拉伸断口形貌的研究

采用热模拟法进行600~1300℃温度区间P92钢的高温拉伸实验。利用SEM,LSCM对不同拉伸温度下的断口形貌及近断口组织进行分析,并对P92钢的力学性能进行研究。结果表明:P92钢拉伸时,抗拉强度由467.32MPa下降到24.32MPa,屈服强度由56.88MPa下降到1.07MPa;不同拉伸温度下,断口表现以韧性断裂为主,韧性与脆性特征共存的现象。在600~900℃时,P92钢发生了动态回复过程,断口形貌表现为韧窝特征。冷却至室温,P92钢近断口处组织均为马氏体+残余奥氏体组织+M7C3+MC+M23C6+M6C+M3C型碳化物。随着温度升高,P92钢发生了动态再结晶,断口形貌以塑孔为主。P92钢近断口处组织为马氏体+残余奥氏体组织+MC+M6C型碳化物。     

有序度对Ni3Fe合金环境氢脆的影响

研究了室温下不同有序度的Ni3Fe在真空和氢气气氛中的力学性能及断口形貌特征．结果表明：具有不同有序度的Ni3Fe在真空中拉伸时，均不发生环境氢脆；但在氢气中氢对其有强烈的脆化作用，且其敏感性随着有序度的增加而加剧．扫描电镜观察表明：在真空中或H2中拉伸时，无序Ni3Fe的断口都为韧性穿晶断口，而在氢气中拉伸时，1000h有序化Ni3Fe为100％沿晶脆性断口，但是有序化60h和200h的Ni3Fe的断口为穿晶和沿晶混合断口．     

取向电工钢的低温拉伸变形和断裂行为

测量了普通取向电工钢室温至300℃的拉仲性能并观察了拉伸断口形貌.对比分析和定量计算表明,随着拉伸温度的升高P原子在晶界偏聚的程度逐渐降低,使得断口形貌的沿晶特征减弱、解理特征增强.拉伸温度超过100℃以后沿晶断裂特征消失,基体的屈服强度逐渐低于解理强度,使得断口形貌解理特征减弱、韧窝特征增强,至190℃转变成完全的韧窝断口.在100℃-160℃范围内拉伸变形时位错滑移会拖曳柯垂尔气团随之迁移,造成了随温度升高延伸率下降,且屈服强度的降幅减缓.     

热处理对特种设备用高强钢激光–电弧复合焊接头氢脆断裂行为的影响研究

目的 提高800 MPa级特种设备用低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。方法 采用预充氢后慢应变速率拉伸试样的方法,定量评估焊态、焊后直接高温回火和焊后调质3种状态下800MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的氢脆敏感性,结合扫描电镜下的初始微观组织和断裂特征,讨论抗氢脆性能的改善机理。结果 焊后调质处理有效消除了焊接热循环形成的马氏体组织,使接头各区域的微观组织趋于一致,接头的抗氢脆性能较焊态和直接焊后高温回火态的显著提高,断裂特征也从沿晶和穿晶的混合断裂转变为穿晶解理断裂。结论 焊后调质处理可以有效提高800MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。     

Ti60合金近β锻造后微观断口形貌研究

采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了Ti60合金近β锻造后的显微组织和室温拉伸试样、热稳定试样的断口形貌并确定断裂方式。结果表明:Ti60合金采用近β锻造,获得三态组织;室温拉伸试样断口裂纹源起源于试样中心,断面凹凸不平,既有韧窝形貌又有解理断裂特征,为混合型断口;热稳定试样断口裂纹源位于试样边缘,断口表面平整,为典型的解理断裂特征;试样经热暴露后,强度变化不大,塑性明显降低。     

PEMFC备用氢能发电站的储氢问题探讨

在介绍目前国内外各种成熟的工业储氢方法,并指出储氢技术研究热点和发展方向的基础上,针对人防工程备用氢能发电站的技术要求,对各种适用的储氢方式进行了比较,探讨了人防工程备用氢能发电站的氢气储存方法,以及氢气安全储存、运输与监控、反应热处理等问题。     

氢敏材料与器件的研究进展

氢气的检测具有重要的学术意义和广阔的应用前景.氢敏传感器发展的关键在于高品质氢敏材料的研制.本文根据氢敏材料工作原理的不同,分别介绍了电化学型、半导体型、热导型和光学型四类氢敏传感器及相应氢敏材料的国内外研究最新进展,着重描述了各类氢敏材料的作用机制和改性途径,并展望了氢敏材料及氢敏传感器的发展方向.     

Metallic Hydrogen

One of the great challenges in condensed matter physics has been to produce metallic hydrogen (MH) in the laboratory. There are two approaches: solid molecular hydrogen can be compressed to high density at extreme pressures of order 5–6 megabars. The transition to MH should take place at low temperatures and is expected to occur as a structural first-order phase transition with dissociation of molecules into atoms, rather than the closing of a gap. A second approach is to produce dense molecular hydrogen at pressures of order 1–2 megabars and heat the sample. With increasing temperature, it was predicted that molecular hydrogen first melts and then dissociates to atomic metallic liquid hydrogen as a first-order phase transition. We have observed this liquid–liquid phase transition to metallic hydrogen, also called the plasma phase transition. In low-temperature studies, we have pressurized HD to over 3 megabars and observed two new phases. Molecular hydrogen has been pressurized to 4.2 megabars. A new phase transition has been observed at 3.55 megabars, but it is not yet metallic.     

Application of the Hydrogen Diffusion Model to the Hydrogen Permeation

The model of hydrogen diffusion formerly de-veloped [1] has been applied successfully to thehydrogen permeation experiment results of threekinds of materials,α—Fe,Fe—Ti alloy and Fe—Ti—Calloy by the mathematical fitting method.From thefitting results it was shown that the model can re-fiect well the diffusion of hydrogen in the materialswith trapping.The obtained trapping parameters(αand β)can be used to explain well the diffusion ofhydrogen in the samples with trapping.     

Hydrogen energy

The problem of anthropogenically driven climate change and its inextricable link to our global society's present and future energy needs are arguably the greatest challenge facing our planet. Hydrogen is now widely regarded as one key element of a potential energy solution for the twenty-first century, capable of assisting in issues of environmental emissions, sustainability and energy security. Hydrogen has the potential to provide for energy in transportation, distributed heat and power generation and energy storage systems with little or no impact on the environment, both locally and globally. However, any transition from a carbon-based (fossil fuel) energy system to a hydrogen-based economy involves significant scientific, technological and socio-economic barriers. This brief report aims to outline the basis of the growing worldwide interest in hydrogen energy and examines some of the important issues relating to the future development of hydrogen as an energy vector.