30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。     

固溶时效处理对TB5钛合金组织和电化学腐蚀行为的影响

针对海洋石油钻探和管线用TB5钛合金的耐电化学腐蚀性能优化,研究了常规固溶和时效热处理对其电化学腐蚀行为的影响。试验结果显示,随着固溶温度的提高,TB5钛合金的晶粒尺寸逐渐变大,950 ℃固溶处理比800 ℃固溶处理后的尺寸增大了125 μm,固溶温度越低晶粒尺寸越小其耐腐蚀性能越好;时效后合金的耐腐蚀性能显著提升,随着时效温度的升高,次生α相的含量呈现先上升后下降的趋势,合金耐腐蚀性能与次生α相含量成正比。研究表明,耐电化学腐蚀性能最优的热处理工艺是800 ℃固溶+500 ℃时效,腐蚀速率为1.44×10-3 mm/a。     

石油化工用Hastelloy C276焊接接头组织特征及性能

文章采用OM、SEM等方法对C276合金激光焊接头的组织和性能展开了工艺研究。研究表明:该合金焊缝组织为奥氏体,其形貌与热输入密切相关;热影响区由长大粗化的等轴奥氏体晶粒和晶界析出物组成。对比4种参数的焊缝组织,发现热输入为30 J/mm的焊缝为细小奥氏体等轴晶和胞晶,随着热输入增加,焊缝中奥氏体逐渐转变为柱状晶。力学性能测试表明,焊缝为接头力学性能薄弱区域,焊缝强度、硬度和延伸率随热输入增加而降低。电化学测试表明,酸性环境的焊缝耐蚀性弱于母材的,且热输入越大,焊缝的耐蚀性越差。采用低热输入30 J/mm焊接的接头具有良好的塑性、强度和硬度配合,以及良好的耐蚀性。     

TC4钛合金激光焊接接头组织及耐蚀性研究

采用光纤激光器对4 mm TC4板材进行对接试验,研究了焊接接头各个区域的组织特点、硬度变化及耐蚀性差异,探究显微组织对硬度及耐蚀性的影响。研究表明,焊接接头焊缝截面形貌为T形,存在少量气孔。焊缝存在粗大的原β柱状晶,晶内组织为细小的马氏体α′相;熔合线附近观察到贯穿热影响区和焊缝的原β柱状晶;热影响区组织为等轴晶,晶内组织为马氏体α′相、少量原始α相和原始β相。焊接接头的显微硬度从母材到焊缝呈现逐渐增加的趋势,至焊缝中心达到最高,约为母材的1.78倍。焊缝显微硬度也存在差异,从焊缝顶端至焊缝底端呈现不断下降的趋势。电化学测试结果表明,焊缝的Rct值分别是母材和热影响区的4.32倍和2.58倍,且具有最高的自腐蚀电位和最小的电流密度,表征为最优耐蚀性。     

Q345－Zr－Q345焊接接头显微组织和纳米压痕研究

为了评价Zr与Fe之间的焊接性能,对焊缝中可能存在的金属间化合物的种类、分布以及性能进行了研究。采用钨极氩弧焊（TIG）方法对Q345低合金试板进行了以纯Zr作为填充金属的熔焊连接试验,并采用纳米压痕技术建立了焊缝典型组织和力学性能之间的依存关系。结果显示,Zr焊缝与Q345基体相连处主要由层片状共晶组织组成（α－Fe+Fe2Zr）,该区域中Fe元素含量较高;焊缝中部区域主要由Fe2Zr胞状树枝晶组成,少量FeZr2组织分布在Fe2Zr胞状枝晶间;在Fe2Zr富集区域出现了裂纹。纳米压痕测试结果表明,Fe2Zr金属间化合物的硬度较高,平均硬度值达到20.1 GPa;层片状共晶组织（α－Fe+Fe2Zr）的硬度值相对较低,平均硬度值为6.8 GPa;FeZr2化合物的平均硬度值为8.9 GPa。Zr焊缝断口呈现出明显的枝晶形貌,EDS结果表明,这些枝晶主要由Fe2Zr金属间化合物组成。     

TA1/X65复合板对焊工艺及焊缝组织和性能分析

为了提高钛/钢复合板对焊接头性能,选择3种工艺方案进行焊接试验,采用金相显微组织分析、显微硬度和焊缝背弯试验,研究了钛/钢复合板对接焊缝组织特征、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,工艺方案3成功实现了薄覆层钛/钢复合板对焊连接,焊接接头背弯角度可达100°,拉伸面完好,焊缝性能达到项目预期指标要求。钛覆层搭接焊质量严重影响复合板对焊接头全壁厚背弯性能。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-钛。显微硬度较高区域出现在钛焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。精确控制熔深、降低热输入、减小热影响区尺寸及细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全可靠性的有效方法。     

TA19钛合金线性摩擦焊接试验研究

为了探索TA19钛合金线性摩擦焊合适的工艺规范,在不同摩擦压力下进行了TA19钛合金线性摩擦焊接试验,并对焊接接头的组织特征和力学性能进行了分析。组织分析结果显示,焊缝区为再结晶组织,晶粒有所细化;热力影响区晶粒发生不同程度的变形,晶粒沿摩擦方向伸长;热影响区β相含量增加,推测发生了β相转变,β相层片状组织变厚,使等轴初生的α相晶粒有所减小。力学性能试验结果显示,焊接接头各区显微硬度均高于母材;拉伸试样断在母材区,接头强度不低于母材;接头平均冲击韧性均大于母材,冲击性能良好。研究结果表明,TA19钛合金线性摩擦焊焊接工艺窗口宽,在差异较大的摩擦压力下均能获得高质量接头。     

奥氏体不锈钢超温服役后金相组织分析

分别对不同超温条件下,奥氏体不锈钢焊接接头焊缝和母材的金相组织进行了分析。研究发现,超温下的焊缝组织由奥氏体+δ相铁素体逐渐向奥氏体+σ相组织转变,转变成σ相的组织使材料性能明显劣化。超温时间越长,σ相相转变越严重。利用不同时间下材料金相组织的转变可以预测材料的剩余使用寿命。     

H_2S/CO_2环境下析出相对28合金耐SCC性能的影响

镍基合金具有良好的耐蚀能力和力学性能,为了保证高酸性油气田的开采安全,镍基合金已逐渐成为重要的备选材料。为此,研究了镍基合金——28合金在H2S/CO2共存以及含有Cl-环境下,其析出相对耐应力腐蚀开裂(SCC)性能的影响,采用四点弯曲法在模拟高酸性井下环境条件下对28合金进行了SCC试验,用光学显微镜进行了金相分析,试验结果发现:微观结构中含有析出相的28合金试样发生SCC开裂,微观结构中无析出相的28合金试样未发生SCC开裂。采用SEM和EDX对析出相进行了深入分析。讨论了析出相的分布、成分,探讨了析出相对合金耐应力腐蚀开裂性能的影响机理。该研究成果具有较高的工程应用价值,为深入研究镍基合金在高酸性环境中的抗开裂性能和耐蚀性能奠定了坚实的基础。     

X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺研究

为了探究X70级HFW焊管在线中频感应热处理工艺,通过采用不同的焊后在线正火热处理工艺方案进行了试验研究,比对了X70级HFW焊管热处理后组织与性能的变化情况。试验结果显示,中频感应加热正火温度和加热保温时间对焊接区的金相组织和性能有显著影响;910℃保温17 s、950℃不保温正火后,焊接区有硬质相组织,焊缝抗拉强度高,但塑性韧性低;980℃正火后,金相组织粗大,焊缝抗拉强度降低;950℃保温17 s正火后,金相组织为均匀细小的F+P,焊缝塑性韧性提高。试验结果表明,采用950℃正火,在此温度下适当的延长正火保温时间,能够获得良好的金相组织和综合力学性能。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用.为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管...     

双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法

目的建立双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,为双金属复合管在高酸性气田现场应用提供依据。 方法针对双金属复合管环焊缝在高酸性环境中的主要腐蚀类型,参考标准Q/SY 06018-2016中冶金复合管直焊缝和堆焊层腐蚀评价内容,确定以晶间腐蚀、抗SCC/SSC性能、点腐蚀、模拟工况腐蚀为评价指标,并通过整管段试验验证评价结果的双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,同时以国产L360/825冶金复合管环焊缝为例对建立的评价方法进行验证。 结果通过使用建立的方法对L360/825双金属复合管环焊缝耐蚀性能进行评价,验证了评价方法有效可靠,评价结果显示L360/825双金属复合管环焊缝具有良好的耐蚀性能。 结论建立的评价方法可以直接应用于高酸性气田用双金属复合管的环焊缝耐蚀性能评价,为双金属复合管的现场应用提供依据。      

L360管焊缝的耐蚀性能

模拟高酸性气田集输系统条件,通过电化学腐蚀失重、氢致开裂和硫化物应力开裂试验对L360管道焊缝进行了耐蚀性研究。结果表明,添加缓蚀剂前后焊缝的腐蚀速率分别为0．437mm／a和0．102mm／a,腐蚀产物包括FeC03,FeS,FeO（OH）和FeO,焊缝没有出现氢致开裂和硫化物应力开裂,但发现少许氢鼓泡。     

PTA装置脱水塔T403入口管线腐蚀分析

介绍了PTA装置溶剂回收系统脱水塔T403入口管线焊缝及基材的腐蚀情况,通过宏观和低倍观察,发现入口管线焊缝区发生冲刷腐蚀及化学腐蚀;通过金相与硬度测试及材质成分分析,发现入口管基材与焊缝的成分和组织的差异;通过扫描电镜分析和电化学试验等方法分析其各自电化学性能,发现基材的耐蚀性明显地高于焊缝处,从而使得焊缝区容易发生优先腐蚀;加上流体的冲刷腐蚀,使焊缝处逐渐凹下,从而导致经过该处的流体产生湍流,最终加剧该焊缝处的冲刷腐蚀,直到焊缝穿孔。为防止焊缝的优先冲刷腐蚀,应选择耐蚀性略高于至少同于基材耐蚀性的焊缝金属,并对焊后的焊缝表面进行有效的处理,以减少流体对其的重点冲刷。实践证明,PTA装置中,在水与醋酸的环境下,钛材是最好的选择。     

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在酸性环境中使用的压力容器,环境的腐蚀性是一个突出的必须认真考虑的问题。它影响到压力容器的腐蚀裕量选取和选材以及设备的结构和热处理要求。为此,各国对其进行了大量的研究和现场实践。通过简述国内外在酸性环境中压力容器用钢及腐蚀防护现状,其中包括酸性环境的新定义,酸性环境中的腐蚀类型以及我国发现的氢致开裂典型失效分析实例,酸性环境用钢的实验室评价,我国酸性环境压力容器防止硫化物应力开裂（ＳＳＣ）的经验和     

激光表面重熔对AZ31B镁合金耐腐蚀性能的影响

为了研究激光表面重熔技术对AZ31B镁合金耐腐蚀性能的影响,采用Olympus型光学显微镜、JEM－2100F型透射电子显微镜和D/MAX－2500型XRD分析了AZ31B镁合金母材和不同激光功率处理后熔凝层的显微组织和物相,采用CHI660E型电化学检测系统分析了AZ31B镁合金熔凝层的电化学腐蚀性能。分析结果表明,激光表面重熔处理后,熔凝层晶粒得到显著细化,且随着激光功率的增加而逐渐增加;熔凝层中只有α－Mg和β－Mg17Al12两种物相,并没有形成新相,但β－Mg17Al12析出相的含量增加、尺寸降低,并呈球状均匀分布;激光功率为2 000 W时,在晶粒尺寸和β－Mg17Al12析出相的共同作用下,熔凝层具有最优的耐腐蚀性能。     

管线钢耐酸性腐蚀的主要影响因素及测试方法

简要介绍了酸性服役环境下油气输送管线钢管的腐蚀行为,即硫化物应力腐蚀（SSC）开裂和氢致开裂（HIC）。从管线钢合金成分设计、冶炼控制、轧制工艺及显微组织控制等方面详细分析了影响管线铜抗腐蚀性能的主要因素。阐述了在酸性服役环境下所用油气输送管线钢管耐腐蚀性能的表征以及测试方法,并对酸性环境不同标准中管线钢的验收极限进行了比较分析,旨在为国内酸性环境用高钢级管线钢技术的开发提供借鉴与参考。     

增强热塑性复合管在酸性环境下的耐蚀性能

增强塑料复合管被认为是解决酸性气田地面集输管道腐蚀问题的有效手段之一,内衬层、增强层与金属连接接头的耐蚀性能是增强热塑性复合管整体防腐性能的决定性因素。为此,采用高温高压釜、材料试验机、维卡软化温度测定仪和红外光谱仪等设备,测试了一种玻纤增强热塑性复合管内衬层、增强层与金属连接接头在模拟酸性环境（总压为10 MPa,H₂S分压为0.6 MPa,CO₂分压为0.25 MPa,温度为80 ℃）下的耐腐蚀性能。结果表明：经高温高压环境浸泡试验后,内衬层材料PVDF及玻纤增强树脂层均发生了溶胀增重（增重率小于1％）,PVDF拉伸强度下降了3.15％,维卡软化温度下降了3.4 ℃,PVDF结构成分未发生明显变化,玻纤树脂增强层拉伸强度下降了13.11％,PVDF和玻纤增强树脂适合作为酸性环境下应用的复合管机构材料;3种金属接头材质在模拟环境中腐蚀速率高低次序为：L360NS＞316L＞Alloy825,镍基合金825和316L属于轻度腐蚀,适合作为连接接头材料