海洋大气中SO2含量对16Mn钢腐蚀断裂及渗氢行为的影响

氢还原对钢材在大气腐蚀中的作用不可忽视,过去对其研究较少。采用电化学渗氢试验及慢应变速率拉伸方法研究了模拟海洋大气环境中SO2浓度对16Mn钢应力腐蚀断裂及氢渗透行为的影响。结果表明,随着SO2浓度的增大,试样断裂延伸率减小,断裂特征由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂;随着SO2浓度的增大,氢渗透电流增大,SO2对氢渗透电流具有双重促进作用,第一个峰值的出现主要与SO2的酸性有关,第二个峰值的出现主要是由于酸的再生循环所致。     

热镀锌钢材在海洋大气环境中的氢渗透行为

用改进的Devanathan双面电解池在恒温、恒湿)条件下检测热镀锌钢材的渗氢电流密度并观测其腐蚀形貌,研究了温度对其氢渗透行为的影响.结果表明,在湿度相同的条件下,随着模拟海洋大气环境温度的升高试样的氢渗透加速,且湿度越高温度的这种加速作用越显著;在高温和高湿条件下,试样的氢吸收和氢渗透进行得更快.     

亚硫酸盐对热镀锌钢材在海洋大气环境中氢吸收行为的影响EI北大核心CSCD

采用改进的Devanathan双面电解池检测了热镀锌钢材的氢渗透电流,结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌分析,研究了受工业海洋大气污染有亚硫酸盐沉积的热镀锌钢材氢吸收行为及其在此环境中的氢脆敏感性。结果表明:随着试样表面亚硫酸盐的增加,其氢渗透电流显著增大;镀层缺陷使试样的氢渗透电流增大,且亚硫酸盐与镀层表面的缺陷协同效应进一步促进热浸镀钢材的氢吸收行为;氢吸收降低了热镀锌钢材的断后延伸率,表明海洋大气中的亚硫酸盐污染物会降低热镀锌钢材的韧性,导致氢损伤。     

亚硫酸盐对热镀锌钢材在海洋大气环境中氢吸收行为的影响

采用改进的Devanathan双面电解池检测了热镀锌钢材的氢渗透电流,结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌分析,研究了受工业海洋大气污染有亚硫酸盐沉积的热镀锌钢材氢吸收行为及其在此环境中的氢脆敏感性。结果表明:随着试样表面亚硫酸盐的增加,其氢渗透电流显著增大;镀层缺陷使试样的氢渗透电流增大,且亚硫酸盐与镀层表面的缺陷协同效应进一步促进热浸镀钢材的氢吸收行为;氢吸收降低了热镀锌钢材的断后延伸率,表明海洋大气中的亚硫酸盐污染物会降低热镀锌钢材的韧性,导致氢损伤。     

武汉地区A3碳钢大气腐蚀研究

研究了武汉地区A3碳钢大气腐蚀的ACM电流、相对湿度及润湿时间之间的关系,同时对同步获得的试样失重和ACM电量进行了对比分析.结果表明:ACM电流和相对湿度的变化趋势相似;润湿时间为RH＞60 %或电流大于6×10-8 A的时间;试样失重与ACM电量之间存在固定关系,即电池因子CF=0.17.     

DH36钢在模拟海洋环境干湿交替过程中的腐蚀行为

海洋环境中钢铁设备会受到严重腐蚀,浪花飞溅区的干湿交替状况下最为严重,对钢铁在该环境下腐蚀机理的研究很有必要。以模拟全浸区钢样作对比,利用扫描电镜和x射线衍射仪对DH36j海洋用钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行了分析,探讨了其在干湿交替过程中的腐蚀规律及其机理。结果表明：干湿交替DH36钢试样阴极过程的溶解氧还原的极限扩散控制特征基本消失,而受腐蚀产物还原为主的电荷传递控制;干湿交替钢样生成的腐蚀产物较多,锈层自身氧化剂的作用使得阴极电流变大,导致模拟干湿交替试样的腐蚀速率远大于全浸区试样的。     

1 000 MPa级高强钢焊接件的氢脆敏感性研究

利用氢渗透试验、慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了1 000MPa级高强钢(HSS)焊接件在海水中的氢渗透行为及其应力腐蚀敏感性,结合SEM观察了试样的断口特征,并利用电化学试验和显微组织观察分析了焊接件不同区域的氢脆特征。结果表明:相对于焊缝区(WM)和母材区(BM),热影响区(HAZ)的自腐蚀电位最负、析氢电位最正,更容易发生腐蚀和析氢行为。热影响区的氢扩散系数最大,具有较强的吸氢倾向。动态电化学充氢对高强钢焊接件的影响主要体现在对塑性的损减方面;随着极化电位的负移,高强钢焊接件的强度没有明显变化,但断面收缩率、断后延伸率均减小,断裂方式逐渐由韧性断裂变为解理断裂;当极化电位约为-930mV(vs SCE)时,高强钢焊接件的氢脆系数达25%;在不同充氢极化电位下,焊接件试样的断裂位置多在热影响区。     

低强度直流杂散电流对Q235钢在SO_2大气中腐蚀行为的影响

目前,就SO_2大气环境下杂散电流对碳钢腐蚀影响的报道较少。采用户外暴露、室内周期浸泡加速腐蚀并结合表面滴加腐蚀溶液的方法,研究了施加不同强度直流杂散电流后的Q235钢在SO_2大气环境下的腐蚀行为,计算了腐蚀失重,对不同阶段腐蚀后的试样进行了交流阻抗和锈层X射线衍射分析。结果表明:只有在较高SO_2浓度的户外大气环境和室内加速腐蚀条件下,并且表面通入至少30 m A直流杂散电流时,才能引起Q235钢腐蚀行为的轻微变化,在这种条件下,腐蚀初期试样表面因电解作用形成较多的亚稳相造成腐蚀加速,后期则由于较多亚稳相转变为稳态相提高了锈层致密性,使得腐蚀相对放缓。     

15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜的耐环境腐蚀性能研究

为了进一步解决飞行器金属结构材料面临的环境腐蚀问题,采用多弧离子镀技术在15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相组成和腐蚀形貌进行表征,利用中性盐雾、酸性盐雾、海洋大气环境暴晒和温湿度环境试验对TiCrN薄膜的耐环境腐蚀性能进行研究。结果表明：15-5PH试样经中性盐雾、酸性干湿盐雾、海洋大气暴露环境腐蚀后,膜层的腐蚀形式为点状腐蚀,基体的腐蚀形式为均匀腐蚀。相比中性盐雾和海洋大气暴露环境,酸性盐雾试验中氢离子与氯离子具有显著的协同效应,从而对TiCrN薄膜表现出更强的腐蚀性。温湿度环境试验考核后,TiCrN膜层表面平整光滑,无裂纹、孔洞、凸起等缺陷。15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜具有一定的耐环境腐蚀能力,满足相关标准规定的温湿度环境试验要求。     

超高真空气相氢渗透系统的研制

报道了超高真空气相氢渗透实验装置的设计及研制。用溅射离子泵获得超高真空，监测室本底真空度为6×10~(－7)Pa。用圆弧刀口银垫片活密封方式对试样进行密封，实验的极限温度可达650℃。采用B－A规对渗透氢流所引起的压强变化进行动态监测，再通过标准漏孔对系统进行标定，从而定量监测氢渗透动力学过程。采用本实验装置，准确地测量了HR－1型奥氏体不锈钢的氢渗透热力学参数。     

316L不锈钢基体氧化铝涂层的氢渗透性能

在316L不锈钢上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法沉积了氧化铝涂层。使用XRD、SEM分析氧化铝涂层的物相和微观形貌, 采用气相氢渗透装置对涂层氢渗透行为进行表征。结果表明, 973 K退火处理后涂层为非晶氧化铝, 涂层均匀、完整, 厚度为190 nm。氧化铝涂层的氢渗透压力指数为0.56~0.78, 说明氢渗透过程机制为表面过程和体扩散过程共同控制。氧化铝涂层的表观氢渗透率为P = 1.99×10^-6 exp(-117×10³/RT) mol/(m·s·Pa^1/2)。氧化铝涂层的氢渗透激活能为117 kJ/mol, 远高于316L不锈钢的66.6 kJ/mol, 涂层对氢的渗透具有明显的阻挡作用。此外, 在873~973 K氧化铝涂层对316L不锈钢的氢渗透阻挡因子(PRF)为59~119, 涂层氢渗透阻挡性能优异。     

热喷涂纯铝激光重熔涂层的阻氢性能与组织

采用热喷涂及激光重熔表面改性处理技术,研究了奥氏体不锈钢表面纯铝激光重熔涂层抑制氢渗透的性能及其组织,结果表明涂层具有一定的抑制氢渗透的能力,其原因与涂层的性能和微观组织密切相关。     

Al2O3微粒对Cd-Al2O3复合镀渗氢量的影响

利用电化学方法探讨了在电镀镉及加入Al2O3微粒过程中，A12O3微粒的加入量对其氢渗入量的影响。试验表明：在其过程中，夹杂Al2O3微粒可以减少氢的渗入量，且随着夹杂到镀层中Al2O3微粒的增加，渗入到基体金属的氢量减少；同时还发现，渗氢电流均是由突峰到稳定，一段时间后再以较快的速度上升，然后缓慢平稳。     

冷变形对国产X70管线钢硫化氢应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率法SSRT(Slow Strain Rate Test)测试了在含H2S的介质中不同冷变形度条件下管线钢X70的硫化氢应力腐蚀开裂(SCCC)性能.结果表明,冷变形度是影响国产X70管线钢SSCC的重要因素之一.冷变形促进了材料局部微观缺陷内能的增加,这些缺陷所在的位置,往往是氢易被捕捉的地方,造成氢的聚集,微观变形将会促进裂纹的萌生和扩展.同时,随着冷变形度的增加,冷变形造成的位错等缺陷使强度进一步增大而韧性降低.最终氢与应力的交互作用导致X70管线钢抗SSCC性能下降.     

锌-镍合金电镀中氢的共沉积

用电化学渗透测试方法研究了电镀锌－镍合金时渗氢量的变化规律，能够监控和评价镀层的氢脆性能，初步筛选出两种呆用于高强度钢抗氢脆电镀用槽液组成。在氯化物－硫酸盐槽液体系和含有添加剂B的氯化物糟液中，常温下可获得耐氢脆性能良好的Zn－Ni镀层。此外，缺口拉伸试验结果与电化学渗透测试结果相吻合。     

Hydrogen Trapping in Some Automotive Martensitic Advanced High‐Strength Steels

Hydrogen permeation experiments are used to investigate hydrogen trapping in commercial automotive martensitic advanced high‐strength steels. Hydrogen trapping increases with increasing mechanical strength, as indicated by (i) the decrease in the hydrogen diffusion coefficient, and (ii) the increase in reversible hydrogen trap density. The measured trap densities are in the order of ≈10¹⁷– ≈ 10¹⁸ cm^?3. The relationship between trapping characteristics and HE susceptibility of MS‐AHSS is discussed in terms of Hydrogen Enhanced Macroscopic Plasticity (HEMP) and Hydrogen Assisted Micro‐fracture (HAM).

     

苯基修饰微孔SiO2膜的氢气分离和水煤气变换反应性能

通过正硅酸乙酯与苯基三乙氧基硅烷共水解缩聚反应制备苯基修饰SiO2膜,研究膜材料的氢气渗透和分离性能,并将其作为膜反应器的关键材料应用于水煤气变换反应.结果表明,氢气在苯基修饰SiO2膜中的渗透率随着温度的升高而增大,遵循活化扩散机理,300℃下H2渗透率达到4.67×10-7 mol/(m2·s·Pa),理想分离系数H2/CO、H2/CO2和H2/SF6分别达到10.54、10.50、21.16.在300℃,反应物H2O/CO摩尔比为2∶1的条件下进行水煤气变换反应,膜反应器的CO的转化率比传统固定床反应的CO的转化率高约12％,其原因是苯基修饰的SiO2膜对H2具有一定的选择性.