碱性环境下应变速率对建筑用管线钢腐蚀行为的影响

研究了碱性环境下应变速率对建筑用管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,该钢的断裂强度随着应变速率的增加,呈现先升高后降低的趋势。断面收缩率越大,SCC(应力腐蚀裂纹)敏感性越差。在库尔勒模拟溶液中,钢SCC敏感性极强的应变速率范围是5.0×10-7⁵.0×10-6s-1。     

温度对CO2饱和页岩气压裂液环境中N80和TP125V钢腐蚀行为影响研究

采用失重法、扫描电镜、X射线衍射仪、三维超景深显微镜结合电化学测量,着重研究了N80和TP125V钢在页岩气环境中60～120℃范围内的腐蚀速率的变化规律。结果表明,N80和TP125V钢腐蚀速率随温度的增加先增加后减小,100℃时达到最高值,分别为(0.169±0.014)和(0.198±0.007) mm/a;局部腐蚀速率也达到最大值,分别为1.13和2.47 mm/a,点蚀坑密度分别是2.0×10³和2.6×10³ pits/cm²。在60和120℃时,N80钢的腐蚀速率要高于TP125V钢的;而在90、100和110℃时,TP125V钢的腐蚀速率要高于N80钢的。表面分析结果表明,温度同时也会显著影响腐蚀产物膜的结构和组成。     

应变速率对DP780钢动态拉伸变形行为的影响

利用电液伺服高速试验机对DP780钢进行不同应变速率下的拉伸变形,结合SEM和TEM等手段,研究了应变速率对DP780钢拉伸性能及变形行为的影响规律及机制.结果表明,在较低应变速率(<10⁰ s^-1)条件下,随应变速率增加,DP780钢的强度、塑性等力学性能均未见显著变化.当应变速率超过10¹ s^-1后,DP780钢的强度和应变硬化指数n明显提高;塑性在3×10¹-5×10² s^-1范围内出现大幅度增加的现象.高应变速率的变形过程中,铁素体基体中位错运动速度加快,导致"近程阻力"增大,使DP780钢的变形抗力随应变速率的增加而增大.在应变速率达到3×10¹ s^-1之后,铁素体中可动位错数量的大幅度提高,是DP780钢均匀伸长率和断后伸长率在3×10¹-5×10² s^-1范围内得以明显增加的主要原因.DP780钢中的铁素体/马氏体界面是塑性变形过程中位错塞积、微裂纹形核及扩展的主要位置,而随应变速率的增加,铁素体基体中的形变强化程度增大,可降低铁素体基体与铁素体/马氏体界面之间塑性应变能差异,延缓铁素体/马氏体界面处微裂纹的形成和扩展,一定程度上提高了DP780钢非均匀塑性变形能力.     

红河油田混输管道20钢的腐蚀行为及其影响因素

红河油田油水混输管道出现了腐蚀，通过自制高温高压动态腐蚀评价装置，分别研究了CO₂分压、管输流体含水率、Cl^-含量、硫酸盐还原菌(SRB)含量以及温度等因素对混输管道材料20钢腐蚀速率的影响，并基于试验数据利用灰色关联分析确定了主要影响因素。结果表明：20钢的腐蚀速率随着温度和管输流体含水率的升高而呈幂指数增加，随着CO₂分压和SRB含量的增加，先大幅度上升后以线性趋势缓慢增加，随着Cl^-含量的增加呈线性上升趋势；腐蚀因素影响程度由大到小排序为含水率>温度> Cl^-含量>CO₂分压>SRB含量，其中含水率和温度是影响20钢腐蚀最显著的两个因素。     

应变速率对低C高Mn TRIP/TWIP钢组织演变和力学行为的影响

研究了Fe-18Mn低C高Mn TRIP/TWIP钢在应变速率范围为1.67×10^-4-10³s^-1的室温拉伸实验过程中力学性能和组织的变化.在准静态拉伸应变速率范围内(1.67×10^-4-1.67×10^-1s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的抗拉强度产生逆效应,随着应变速率的加快,抗拉强度和延伸率都降低;而在动态拉伸应变速率范围内(10¹-10³s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的延伸率产生逆效应,抗拉强度和延伸率都随着应变速率的加快而增加;在应变速率为10³s^-1时,高Mn TRIP/TWIP钢抗拉强度可达到957 MPa,延伸率达到55.8%,具有较好的综合力学性能;随着应变速率的提高,马氏体转变量减少,孪生变形向多个方向发展.采用SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析,在所有应变速率范围内的拉伸变形过程中都产生了奥氏体向马氏体转变和形变孪晶,并且在应变速率为10³s^-1的高速拉伸过程中产生绝热温升效应,使得基体软化.     

固溶温度及时间对高氮不锈钢耐蚀性能的影响

使用真空感应炉+电渣重熔炉在0.08 MPa下制备了氮含量0.54%的高氮无镍奥氏体不锈钢,热轧后分别在800、900、1000、1100、1200 ℃下保温不同时间,研究在不同固溶工艺下试验钢的显微组织和耐蚀性。采用动电位极化曲线研究不同固溶工艺下高氮不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能,并在6%FeCl₃溶液中浸泡8 d后计算其质量损失率和腐蚀速率。结果表明,固溶对高氮不锈钢组织及耐蚀性能的影响很大,经1000、1100 ℃热处理后的试验钢为单一的奥氏体组织;未经热处理和经800、900 ℃热处理的试验钢组织中存在析出相Cr₂N;经1200 ℃热处理的试验钢从奥氏体中析出了铁素体组织;1100 ℃下保温1 h的试验钢耐蚀性最好,腐蚀速率仅为1.35×10^-5 g·cm^-2·h^-1;800 ℃保温3 h后试验钢的耐蚀性最差,腐蚀速率高达8.18×10^-4 g·cm^-2·h^-1;而316L不锈钢的耐蚀性能介于两者之间,腐蚀速率为1.24×10^-4 g·cm^-2·h^-1。     

陕北某天然气处理厂回注水处理系统腐蚀影响因素研究

目的考察陕北某天然气处理厂回注系统的腐蚀情况,保证系统安全生产。方法在水质分析的基础上,用现场材质20#钢和计划替换钢材L316研究回注水处理系统的腐蚀现状,随后选择腐蚀最严重环节的水样为介质,采用静态失重法考察温度、pH值、溶解氧、细菌对20#钢材腐蚀速率的影响。结果陕北某气田气井产出水的总矿化度较高(30 000 mg/L左右),其中Ca²⁺、Mg²⁺等金属阳离子的含量较高,腐蚀速率随水介质中溶解氧含量的增加均呈上升趋势,在80℃、溶解氧为5.07 mg/L时,腐蚀速率最大,达到0.4001mm/a。随着细菌含量的增大,腐蚀速率上升,腐蚀速率由0.1065 mm/a(TGB 60个/m L,SRB 6个/m L)增加到0.2155 mm/a(TGB 6×10~4个/m L,SRB 6×10~3个/m L)。pH值为5.9时,腐蚀速率为0.3039 mm/a;当pH值为8.5时,腐蚀速率降至0.0710 mm/a。结论通过做好回注水处理系统pH调节、杀菌和隔氧等工作,可以减轻系统的腐蚀。     

渤海油田注水井油套管的腐蚀机理

渤海油田注水井下环境复杂，管柱多次发生穿孔，套管腐蚀严重。在渤海某油田实际注水井取水样，分析其水质和细菌类型，并以现场水样为腐蚀介质进行模拟试验，开展了注水井水样中的微生物腐蚀性评价，对比分析了加入杀菌剂或缓蚀剂前后N80钢、3Cr钢和13Cr钢等在对应环境中的腐蚀速率，并建立了长期腐蚀速率预测模型。结果表明：微生物腐蚀是造成渤海油田注水井管柱腐蚀的主要原因，注入水中的细菌以硫酸盐还原菌(SRB)和铁氧化细菌(IOB)为主，杀菌剂可有效降低油套管的腐蚀速率；N80钢和3Cr钢在微生物环境中的均匀腐蚀速率分别为0.58 mm·a^-1和0.27 mm·a^-1,加入杀菌剂后的均匀腐蚀速率分别为0.18 mm·a^-1和0.13 mm·a^-1,N80钢在不加杀菌剂的环境中无法满足生产要求；低浓度杀菌剂对注水井油套管的微生物腐蚀具有明显的抑制作用，选用3Cr材质并加入低浓度杀菌剂能够满足注水井的防腐蚀要求。     

应变速率和环境介质对2205双相不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响

通过慢应变速率试验,研究了应变速率对2205双相不锈钢在3种环境介质中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。结果表明：当应变速率为1.5×10^-5 s^-1时,2205双相不锈钢在蒸馏水和在海水溶液中未发生SCC,其在含Cl^-海水混合溶液中的拉伸断口呈典型的SCC形貌特征;在含Cl^-海水混合溶液中,当应变速率大于2×10^-5 s^-1时,2205双相不锈钢的应力腐蚀敏感性系数小于25%,处于安全区,当应变速率为1×10^-5～2×10^-5 s^-1,其应力腐蚀敏感性系数处于危险区,2205双相不锈钢可能会发生SCC,当应变速率减小至1×10^-5 s^-1时,其应力腐蚀敏感性系数为25%～35%,处于危险区和脆断区,2205双相不锈钢会发生SCC。     

延长气田井筒的腐蚀影响因素

对井筒常用材料N80钢进行现场挂片腐蚀试验,通过失重法、扫描电镜(SEM)观察和能谱分析(EDS)等方法研究了矿化度、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、pH、CO₂分压、O₂等腐蚀因素对井筒腐蚀的影响,并对腐蚀机理进行了分析。结果表明：在延长气田气井工况条件下,N80钢的平均腐蚀速率随气井采出液矿化度、Cl^-含量、(Ca²⁺+Mg²⁺)含量的增加呈线性增大;N80钢的平均腐蚀速率随HCO₃^-含量的变化不明显,随pH的变化规律较为复杂,pH与其他腐蚀因素存在协同作用;气井中CO₂分压超过0.21 MPa,导致N80钢的平均腐蚀速率较高,但其随CO₂分压的变化趋势不明显;N80钢表面生成保护膜后,O₂的存在几乎不会影响其平均腐蚀速率。井筒采出液矿化度及离子组成...     

二氧化碳对X60钢微生物腐蚀行为影响

利用失重法和扫描电镜研究了CO₂与嗜热SRB共存条件下X60钢在海底污泥和污水中的腐蚀行为.结果表明:CO₂饱和条件下,随着温度的升高,污泥和污水中腐蚀速率均增加,且含SRB的污泥和污水中X60钢的腐蚀速率均大于不含SRB的腐蚀速率,SEM观察表明,X60钢遭受的破坏以点蚀为主;随着CO₂分压的增大,X60钢的腐蚀速率增大,且污泥中腐蚀速率大于污水中腐蚀速率.     

超声波冲击法对S355J2W+N钢焊接接头疲劳性能的影响规律动态研究

采用超声波冲击方法，对轨道客车转向架焊接构架用S355J2W+N耐候钢对接焊接接头进行了消应力处理，然后对焊态和超声波冲击态的两类焊接接头，分别进行了拉伸试验和指定寿命为1.0×10⁶,2.0×10⁶,3.0×10⁶,4.0×10⁶,6.0×10⁶和1.0×10⁷次共6种次数的循环脉动拉伸疲劳试验。试验结果表明：经超声波冲击处理后，焊接接头的屈服强度由272 MPa提高到了428 MPa,提高了57.4%;平均抗拉强度从408.5 MPa提高到了530.7 MPa,提高了29.9%;指定寿命为2.0×10⁶,3.0×10⁶,4.0×10⁶,6.0×10⁶和1.0×10⁷次循环脉动拉伸疲劳试验后的中值疲劳极限分别提高了54.3%,27.2%,45.4%,74.5%和89.2%,1.0×10⁶次循环脉动拉伸疲劳试验未断裂。超声波冲...     

纳米TiO2颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的 探究纳米TiO₂颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果 加入纳米TiO₂颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO₂颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO₂颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO₂纳米复合镀层在Cl^–为2×10⁵ mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/（m²·h）,与Ni-W-P镀层...     

核用2.25Cr-1Mo钢在不同环境下的微动磨损性能

目的 研究核用2.25Cr-1Mo钢在不同环境下的微动磨损性能。方法 采用自制的切向微动磨损试验设备,在4种环境(温室RT/大气、RT/水、450℃/大气和450℃/液态钠)下对2.25Cr-1Mo钢进行了切向微动磨损试验。试验参数为：法向载荷20 N,运动频率5 Hz,位移幅值50μm,循环次数10⁵和2×10⁵。试验前,采用维氏硬度仪测量了2.25Cr-1Mo钢在室温和450℃高温下的硬度。试验后,采用Bruker白光干涉显微镜测量了磨痕的三维形貌并获得了截面轮廓和磨损量。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析磨痕表面和横截面的微观形貌以及摩擦化学反应。结果 2.25Cr-1Mo钢在不同环境下表现出不同的磨损性能。450℃液态钠环境下的磨损量最大,大于450℃和室温大气环境下的磨损量;室温水环境下的磨损最小。经过10⁵微动循环后,2.25Cr-1Mo钢在450℃液态钠和室温水环境下表现出最大和最小的磨损率,分别为4.17×10^-6 mm³/(N·m)和0.32×...     

输油管道腐蚀垢样中硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响

取某输油管线腐蚀管垢进行硫酸盐还原菌(SRB)的富集培养,并测量SRB在生长周期内H2S含量变化趋势。采用腐蚀挂片和电化学试验研究了Q235钢在接种SRB溶液及无菌溶液中的腐蚀行为,并对腐蚀挂片表面形貌和产物进行了分析。结果表明:某输油管线中存在SRB,细菌代谢过程中产生了H2S气体,增加了管线钢硫化物应力腐蚀开裂的可能性;SRB导致Q235钢局部腐蚀严重,使得钢片表面腐蚀形式由轻微不非均匀腐蚀向严重局部腐蚀转变;SRB代谢产物主要为含硫化合物,这可能是诱发钢片局部腐蚀萌生的主要原因。     

A3钢在海泥中的腐蚀行为

对A3钢在模拟海泥环境中进行了埋片试验和电化学试验,以研究海底管道在含硫酸盐还原菌(SRB)海泥中的腐蚀行为.结果表明,A3钢在砂泥中的腐蚀速率明显高于在海砂中的腐蚀速率,随温度的升高,A3钢在海砂中的腐蚀速率升高;且随温度的升高、SRB和SO42-含量的增加,A3钢在砂泥中的腐蚀速率随之升高;在无菌海泥中A3钢的腐蚀速率随温度升高而增大,主要是由于作为阴极去极化剂的氧的扩散速度随温度升高而增大;在有菌海泥中SO42-能参与阴极去极化而加速A3钢的腐蚀.     

高温服役后TP347HFG钢的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机分析了过热器管TP347HFG钢高温运行1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后的组织与性能。结果表明,高温服役1.2×10⁴ h和7.5×10⁴ h后,TP347HFG钢仍保持明显的孪晶特征,析出的NbC有利于保持材料的组织稳定性。TP347HFG钢高温服役后力学性能能够保持稳定,随服役时间增加,强度增加而塑性变化不大。     

天然气输气管线钢的CO2腐蚀行为

在模拟含二氧化碳气体的天然气气氛中,对X60管线钢、16MnR钢和20#钢静态挂片腐蚀试验,得出三种材料腐蚀速率从小到大的顺序为X60<16MnR<20#。随着温度升高挂片腐蚀速率加快且以点蚀为主,在60℃附近时腐蚀速率最大。当温度升至90℃时,均匀腐蚀开始产生,腐蚀产物膜形成。腐蚀产物主要由铁的氧化物(Fe2O3、FeO)、碳酸亚铁(FeCO3)及氢氧化铁(Fe(OH)2)等组成,对钢片起到一定的保护作用。     

Ti微合金化对25Cr3Mo3NiNbZr钢碳化物析出行为和高温强度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Thermo-Calc热力学计算、物理化学相分析和高温(700℃)拉伸试验，研究了Ti微合金化对25Cr3Mo3NiNbZr钢碳化物析出行为、微观组织和高温强度的影响。结果表明，由于添加了微合金化元素Ti,试验钢的原奥氏体晶粒由50μm细化至20μm,高温(700℃)抗拉强度提升176 MPa,高温屈服强度提升54 MPa。钢中MC型碳化物析出量明显增多，数密度由4.36×10¹⁵ m^-3提升至5.34×10¹⁹ m^-3,且5～10 nm的MC型碳化物占比由81.8%提升至90.1%,同时增加了1～5 nm的MC析出相。此外，Ti元素的添加提高了MC型碳化物的热稳定性，粗化速率由0.301 978 nm·s^-1/3降低到0.169 049 nm·s^-1/3。添加Ti元素后，试验钢中的MC型碳化物更细小，分布更密集，热稳定性更好，是试验钢高温强度提高的主要原因。     

动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为

目的 探究电气化铁路动态直流干扰和硫酸盐还原菌(SRB)及其协同作用对X80钢腐蚀行为的影响。方法 通过构建动态杂散电流室内模拟试验装置,对浸泡在灭菌和接菌(SRB)NS4溶液中的X80钢施加周期性阴极保护和方形脉冲动态杂散电流干扰。采用MPN计数法和活/死细胞染色方法分析了X80钢表面SRB的数量和活性,通过SEM、EDS、XPS和CLSM等表面分析技术,结合失重测试对灭菌和接菌环境下X80钢的腐蚀产物、腐蚀速率及腐蚀后形貌进行了表征。结果 动态直流干扰对溶液中SRB的生长未产生明显影响,但对SRB及生物膜在试样表面的附着产生较大影响。阴极保护会抑制SRB在X80钢表面的附着,通过抑制SRB的呼吸作用降低金属表面SRB活性,从而降低X80钢的微生物腐蚀。阳极干扰电流促进SRB在X80钢表面的附着,金属表面生物膜内的SRB活性增强。X80钢在灭菌环境下–400、0、500 mV试样的腐蚀速率分别为0.086 35、0.219 2、0.458 3 mm/a,分别为自然腐蚀速率的0.97、2.46、5.15倍。接菌环境下X80钢的腐蚀速率反而下降,但X80钢表面的最大点蚀坑深度明显增大。结论 在动态直流干扰下,X80钢的腐蚀速率大幅增加,单次短时直流干扰的累积对X80钢产生了十分严重的破坏。同时动态直流干扰通过促进X80钢表面SRB的活性,从而加速其微生物腐蚀,SRB生物膜在一定程度上减缓了X80钢的动态直流干扰腐蚀,但其与动态直流干扰共同作用加剧了X80钢表面的点蚀。