阴极充氢对钛在海水中耐蚀性能的影响

采用电化学技术研究了工业钛纯TA2在海水中的全面腐蚀性能 ,恒电流充氢后氢在钛中的行为及其对钛电化学性能的影响。结果表明 :钛在海水中耐全面腐蚀性能优异 ,其腐蚀为阳极钝化膜型控制 ,腐蚀速率低于 10 -5mm/a。阴极充氢后使钛的钝化稳定性降低 ,阳极溶解速率增加。工业纯钛在海水中的氢脆属于氢化物型氢脆 ,氢化物层的增长是通过氢原子扩散到达氢化物—金属界面实现的。室温阴极极化下氢的扩散系数为 6 8× 10 -11cm2 /s     

钛及钛合金的氢渗过程研究

氢在钛中的扩散渗透进程分为3种模式，一是渗入钛基体中的氢与钛氢化合物自身分解的氢在氢压的推动作用下在钛基体内扩散；二是氢被位错所携带一同运动而进行扩散；三是形成的钛氢化合物的生成和迁移。     

X80管线钢不同电化学充氢状态下的断裂特性

采用拉伸和慢拉伸试验,研究了X80管线钢在静态充氢与慢拉伸动态充氢条件下的断裂特性.结果表明:在静态充氢条件下,当充氢电流密度小于12.5 mA/cm2时,材料的断裂韧性随电流密度的增加而增加,当电流密度大于该值时,随电流密度增加,材料的断裂韧性呈下降趋势;在慢拉伸动态充氢条件下,随电流密度的增加,材料的断裂韧性显著降低,并满足一定的函数关系.静态充氢试样断口主要呈韧窝特征,但与未充氢试件比较,韧窝的尺寸变小,数量变多;慢拉伸动态充氢试样断口呈现解理形貌.     

Characterization of Hydrogen Permeation in Armco-Fe during Cathodic Polarization in Aqueous Electrolytic Media

The study of hydrogen permeation behavior in Armco-Fe showed that 0.1 M H₂SO₄ was a more effective medium for cathodic polarization compared to 0.1 M NaOH. When both electrolytes were “poisoned” with 1.00 g/L Na₂HAsO₄ · 7H₂O, as hydrogen recombination inhibitor, the corresponding hydrogen permeation levels were 3.5 × 10⁻⁵ A/cm² in 0.1 M H₂SO₄ while 0.75 × 10⁻⁵ A/cm² in 0.1 M NaOH. The breakthrough times were less than 30 s in 0.1 M H₂SO₄, while about 100 s in the NaOH. With varying amounts of “poisons”, peak permeation of hydrogen (1.75 × 10⁻⁵ A/cm²) was achieved with 10 g/L Na₂HAsO₄ · 7H₂O in 0.1 M H₂SO₄, while the least permeation resulted with 10 g/L (NH₂CSH₂) Thiourea addition for same level of 1.00 mA/cm² cathodic polarization.     

阴极保护下X65钢在模拟海水中的氢脆敏感性研究

采用阴极极化条件下的氢渗透实验和慢应变速率拉伸实验研究了X65钢在模拟海水中的氢渗透行为及其对断裂机理的影响。氢渗透实验结果表明,阴极极化过程中试样表面的钙镁沉积层能显著地降低氢扩散系数,采用Fourier方程、Laplace方程以及时间滞后法计算得出的有效氢扩散系数平均值为1.49×10-7cm2·s-1。结合变电位极化氢渗透测试结果、拉伸试样断口分析以及极化曲线测试,对阴极极化条件下X65钢的氢脆敏感性进行评估。结果显示,随着极化电位的降低,X65钢中的吸附氢浓度呈指数规律上升。当极化电位较高时,X65钢的裂纹扩展受阳极溶解和阴极析氢的双重作用控制。当极化电位较低,如-1200 mV时,钢中的吸附氢浓度急剧增加,脆性断裂区域的比例上升,X65钢发生氢致脆化失效。     

电化学充氢对Cr15铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响

研究了充氢时间、充氢电流密度、晶体结构对不锈钢氢脆敏感性的影响。结果表明:对于铁素体不锈钢,随着充氢时间的延长、电流密度的增大,塑性显著降低,氢脆敏感性大幅度增加;通过SEM观察实验钢断口形貌,断裂类型由韧性断裂转变为脆性断裂。而相同条件下,奥氏体不锈钢氢脆敏感性较低,抗氢脆性能较好。充氢后实验钢表面存在大量H,且氢含量随试样深度逐渐降低,晶界可能作为氢陷阱影响实验钢的氢脆敏感性。     

pH值对海水中TMCP X80钢氢脆敏感性影响

采用氢渗透实验法、动电位极化法研究TMCP X80管线钢在不同pH值海水中的氢渗透行为,结合扫描电镜 (SEM) 观察研究显微组织及氢渗透行为对氢脆敏感性的影响。结果表明,随着海水pH值的减小,析氢电位发生正移。天然海水和酸性海水中氢扩散系数随着极化电位负移而增加;极化电流密度越大,氢扩散系数和氢浓度越大。在负于析氢电位时,显微形貌显示出明显的蚀坑和氢鼓泡,酸性海水中更严重。随着海水pH值的减小及外加阴极极化电位负移,氢扩散到材料内部的量更大;充氢电流密度增加也促进氢的扩散,X80钢氢脆敏感性增加。     

氢渗透合金膜的研究现状及发展趋势

氢渗透合金膜是一种重要的氢气提纯材料。本文简要介绍了目前存在的几种氢渗透合金膜的研究进展和各自的优缺点,重点讨论了氢渗透合金膜的工作原理、氢渗透性能和制备方法;详细分析了影响氢渗透性能的关键因素,包括氢渗透系数、氢扩散系数、氢溶解系数和氢脆性,提出了通过改善氢渗透合金膜的微观结构以提高膜材料的抗氢脆性、提高氢渗透系数和扩散系数的方法,最后对合金膜的发展趋势进行了探讨。     

深海钢铁材料的阴极保护技术研究及发展

综述深海环境中溶解氧、温度、pH值、碳酸盐及压力等对钢铁材料的阴极保护及钙质沉积层形成过程的影响。对国内外深海钢铁材料的阴极保护研究工作进行总结,介绍深海阴极保护参数的设计及应注意的因素,认为提高初始电流密度和阴极保护联合涂层是深海阴极保护的重要保护措施。最后对现阶段深海阴极保护研究中的不足及发展方向进行探讨。     

表面充氢对TA2在草酸溶液中腐蚀行为的影响

目的提高TA2在草酸溶液中的耐蚀性,揭示表面充氢提高钛在草酸溶液中耐腐蚀性能的机理。方法采用电化学充氢的方法对TA2试样进行表面充氢,采用SEM和XRD分析充氢对试样表面形貌和相组成的影响,并采用电化学测试和腐蚀浸泡实验研究不同充氢时间的TA2试样在草酸溶液中的耐蚀性。结果电化学充氢后,TA2试样表面会生成一层以Ti H1.5为主要组成相的氢化钛层,该氢化钛层的厚度随充氢时间的延长而增厚。电化学测试结果显示,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的自腐蚀电位从–0.7 V(vs.SCE)逐渐增加到0 V左右,腐蚀倾向显著下降;极化电阻Rp则从0.2 kΩ·cm^2逐渐增加到了24.1 kΩ·cm^2,耐蚀性能增强。腐蚀浸泡实验结果表明,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的腐蚀程度逐渐减弱,腐蚀速率也从未充氢时的4.63mm/a逐渐下降到0.03mm/a。结论在草酸溶液中,电化学充氢TA2试样表面生成的氢化钛层对Ti基体具有保护作用,并且保护效果随氢化钛层的增厚而增强。试样表面氢化钛层对Ti基体的保护作用除了与成分有关外,还与其结构相关,完整致密的氢化钛层可以对Ti基体起到很好的保护作用,而疏松多孔的氢化钛不仅不能保护Ti基体,反而还会促进Ti基体的腐蚀。     

海水制氢Al-Mg-Ga-Sn合金的研究

采用铸造法制备6种Al-Mg-Ga-Sn合金。研究该类合金在模拟海水(3.5%NaCl)溶液中,30℃、50℃、70℃和90℃下的产氢行为,定量分析产氢速率、产氢量、能量密度和转化率。从组织结构和电化学角度进行了定性分析。采用XRD结合SEM分析发现：Al-Mg-Ga-Sn合金主要组成相与Al/Ga比值有关,Al/Ga＝17/1合金有Alss、Mg₂Sn;Al/Ga≤14/1合金有Alss、Mg₂Sn和Ga₅Mg₂;Al-Mg-Ga-Sn合金/海水反应产物除NaCl外,30℃～70℃时产物为Alss、Mg₂Sn和Al(OH)₃;90℃时产物为Alss和AlO(OH)。室温下,Al-Mg-Ga-Sn合金在3.5%NaCl溶液中的极化电阻随Al/Ga比值增大逐渐增大;且腐蚀电流与组织结构相关。在90℃,Al/Ga=8/1时,产氢速率19.36mL/(min?g),产氢量1.156×10^₃mL/g,能量密度3.515×10^₁₀J/m^₃,转换率达97.6％。