阴极极化对10Ni9CrMoV高强钢氢脆敏感性的影响

关键词： 10Ni9CrMoV钢;阴极极化;氢脆;高强钢;SSRT     

溶解氧变化对阴极极化下10Ni5CrMo钢氢脆敏感性的影响

为研究溶解氧质量浓度对10Ni5CrMo钢在阴极极化条件下氢脆敏感性影响规律,对10Ni5CrMo钢进行了阴极极化下的电化学交流阻抗谱测试﹑并采用慢应变速率拉伸实验和断口分析方法研究了海水中溶解氧质量浓度变化和不同阴极极化下10Ni5CrMo钢的氢脆敏感性。结果表明:溶解氧质量浓度变化对10Ni5CrMo钢强度几乎没有影响;同一溶解氧质量浓度下,随极化电位负移,断裂时间、伸长率、断面收缩率明显降低,氢脆系数增加,氢脆敏感性显著提高,极化电位达到-1 000 mV时,氢脆系数已超过安全区允许的最高值25%,进入危险区;同一极化电位下,随着海水中溶解氧质量浓度减少,材料塑性变差,断裂时间、伸长率和断面收缩率不断降低,氢脆系数增加,氢脆敏感性提高。     

回火时间对马氏体钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸及氢渗透试验研究了回火热处理时间对一种马氏体钢氢脆敏感性的影响。试验结果表明：随着回火时间的延长,试样的氢脆敏感性先降低后增加,当回火时间为4 h时,材料的氢脆敏感性指数达到最低值。其主要原因是当回火时间小于4 h时,大量碳化物的析出有效捕获了氢原子,使有效氢扩散系数及氢脆敏感性均降低;但当回火时间大于4 h时,碳化物粗化长大,其对氢原子的捕获作用减弱,导致有效氢扩散系数增加,氢脆敏感性增强。     

中合金高强钢(12Ni5CrMoV)MIG焊缝横向氢致冷裂纹敏感性

本文详细研究了缝隙板上堆焊(G—BOP*)试验特点,通过对中合金高强钢(12Ni5CrMoV)MIG焊缝横向氢致冷裂纹敏感性的研究,提出了面积裂纹率S_(cr)和(长度+宽度)裂纹率(L+B)_(cc)的回归方程及其预热温度当量,讨论了焊缝临界开裂方程。G—BOP试验结果表明,随预热温度的提高和保护气体露点的降低,裂纹敏感性明显减小,缺口间隙和线能量的影响不大。裂纹依次从焊缝熔合线(即缺口顶端)乳头内,两侧拐角和接近焊趾处起裂。乳头内由于K_I较高,起裂和扩展形貌均为QC_(HF),乳头以上由于K_I逐渐减小,杂质元素偏聚集中,起裂和扩展方式也由QC_(HE)向IG_(HE)过渡。裂纹断口中,IG_(HE)形貌比例随预热温度、线能量、缺口间隙的增加和保护气体露点的降低而增加,与此相对应,QC_(HE)比例减小。     

回火马氏体钢的氢脆敏感性评估

我们采用Si含量为1.67%的高Si(简称H-Si)和0.21%的低Si(简称L-Si)的回火马氏体钢,研究了拉伸速度、氢含量和温度对断裂强度和断裂表面形貌的影响。在室温条件下,低含氢量的L-Si钢的断裂表面呈现出从准解理(QC)断裂到疑似晶间(IG-like)断裂再到晶间(IG)断裂的转变。与此相比较,在室温条件下,低含氢量的H-Si钢的断裂表面呈现出从QC断裂到IG-like断裂的转变。断裂表面形貌的转变可以通过含氢条件下的晶间强度与晶内强度之间的大小关系来解释。在-196℃的温度条件下,氢既不降低断裂强度,也不改变断裂表面形貌。因此,在室温条件下的氢脆被认为来自两方面的原因,一是在施加应力的过程中,由于氢聚积和晶格缺陷的形成导致氢脆,二是在施加应力前,捕获的氢造成的氢脆。随着拉伸速度的下降,断裂强度下降,收敛为一个常数值(即下临界应力)。当断裂表面从IG断裂转变为IG-like断裂再到QC断裂时,为了获得下临界应力,需要降低拉伸速度。因此,对于每种类型的断裂表面,为了获得下临界应力,拉伸速度不应该是一个常数,而要通过试验来测定。     

10Ni5CrMoV船体钢拉伸性能的高应变速率效应

在1.6×10-3～1.2×103s-1的应变速率范围内,研究了应变速率对10Ni5CrMoV钢室温拉伸性能的影响.结果表明,应变速率对10Ni5CrMoV钢的断裂方式没有影响,拉伸试样均为塑性断裂,断裂微观机制主要是位错滑移;抗拉强度随应变速率增加而略有增加;伸长率随应变速率的增加先下降后上升,但总体无降低;高应变速率并未造成该钢的脆化.根据位错滑移机制对此进行了说明.     

钒微合金化对中锰热成形钢氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸、氢渗透以及氢显试验,结合SEM、TEM、EBSD分析,研究了0.12％钒对中锰热成形钢氢脆敏感性的影响.结果表明,钒微合金化对中锰热成形钢氢脆敏感性具有双重影响:一方面,钒不仅显著细化晶粒、析出了大量的纳米级含钒碳化物,使钢中的氢陷阱密度大幅增加,有效抑制了氢向铁素体/马氏体界面的富集,而且添加钒后长条状铁素体明显减少、小角度晶界占比增加,可进一步抑制裂纹的连续扩展,从而降低试验钢的氢脆敏感性;但另一方面,钒使钢中马氏体含量增加,会在一定程度上增加氢脆发生的风险.在常规的热成型工艺下,钒微合金化产生的有益作用更为显著,使含钒试验钢具备更优异的氢脆抗力.     

热处理对60CrMoV钢力学性能的影响

全面地试验了淬火温度和回火温度对60CrMoV力学性能的影响，确定了此钢种的最佳热处理工艺。     

合金元素对CrMoV钢偏析的影响

1 前言 CrMoV钢是高温强度优质的低合金钢,用于发电工业。由于要求相应的高韧性,因此必须降低P、S等杂质元素及Si、Mn等助长脆化的元素,同时还须最佳地设计Ni、Cr、Mo等合金成分。 由于钢锭的大型化对偏析的影响,在生产蠕     

热处理对60CrMoV钢力学性能的影响

全面地试验了淬火温度和回火温度对60CrMoV力学性能的影响，确定了此钢的最佳热处理工艺。     

回火时间对9Ni钢组织性能的影响

通过力学性能检验和组织分析,研究了回火时间对QT工艺热处理9Ni钢组织性能的影响规律,结果表明:随着回火时间增加,屈服强度和抗拉强度降低,伸长率和-196℃的冲击功增加,回火时间大于1 h后冲击功增幅显著降低。回火过程中通过合金的迁移和富集,在晶界上形成了逆转奥氏体,利于材料的韧化。     

硼对低焊接裂纹敏感性高强钢组织性能的影响

 分析了在控轧、控轧加回火、调质等不同工艺条件下,硼对低焊接裂纹敏感性钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,硼抑制先共析铁素体形成,提高淬透性,在控轧工艺下含硼钢形成粗大的贝氏体和马氏体组织,并保留了原始奥氏体晶界;调质工艺得到回火索氏体组织,但含硼钢的大角度晶界比例与无硼钢相比较低。硼在强度上的作用显著,上述3种工艺下含硼钢的抗拉强度分别比无硼钢高300, 214, 101MPa,屈服强度分别高320,259,144MPa,但伸长率和冲击韧性均有所降低。无硼钢在调质工艺下、含硼钢在控轧加回火工艺下具有较好的强韧性匹配。     

低合金高强钢的层状撕裂敏感性

基于氢导致了钢中央杂物和基体交界上开裂的观点,探讨了钢的层状撕裂敏感性。文中求出了引起层状撕裂的临界应力值,此应力值受热影响区(HAZ),显微硬度,焊道根部氢聚集和非金属夹杂的影响。由此建立了一种能够估计层状撕裂敏感性的新公式。     

回火温度对9Ni钢低温韧度的影响研究

为了研究不同回火温度对9Ni钢低温韧度的影响,利用OM、SEM、TEM对试验钢微观组织和断口形貌进行观察分析,研究表明:在550~600℃范围内回火,9Ni钢强度和韧度达到最佳匹配,且其他各项性能也达到最佳;回转奥氏体、碳化物及回转奥氏体诱发马氏体相变等均对低温韧度产生重要影响。     

06Ni9钢热处理工艺对组织性能的影响

因06Ni9（w（Ni）为9％）钢在不同的热处理条件下性能变化较大,则研究了二次淬火时06Ni9的微观组织结构,分析了组织演变规律及其对性能的影响。研究结果表明06Ni9钢二次淬火加回火后冲击韧性稳定提高,是由于残余奥氏体和组织结构稳定导致的双重效果。     

热轧压下分配对9Ni钢组织细化的影响

通过在不同温度区间分配不同压下量的热轧试验,分析了热轧压下分配对9Ni钢组织细化的影响,表明在奥氏体再结晶区分配大的压下量利于细化热轧态组织、奥氏体化后的组织和最终回火态组织.     

10Ni5CrMoV厚板连续差温轧制工艺

厚板是船舶、化工、高压管道、压力容器等行业必需的钢材品种,但在轧制成形时由于心部变形不充分,导致内部孔洞难以压合,存在心部力学性能偏低、厚度方向上性能不均匀的问题.以10Ni5CrMoV厚板为例,研究了其在差温轧制工艺下的变形规律,目的是解决厚板心部变形不足的问题,为差温轧制在厚板成形中的应用提供理论依据.首先通过Gleeble热压缩试验测定了 10Ni5CrMoV钢的高温真实应力-真实应变曲线,建立了10Ni5CrMoV钢的本构方程,基于此本构模型,应用有限元方法进行了 10Ni5CrMoV厚板5道次轧制过程的数值模拟,分析了心-表温度分布规律和应变分布规律,并进行了轧制验证试验,对比了不同轧制工艺下厚度方向上的变形及组织均匀性.结果表明,当5道次轧制的总变形量为58.3％时,与均温轧制相比,连续差温轧制和首道次差温轧制10Ni5CrMoV厚板心部的等效塑性应变分别提高了 5.40％和1.04％,连续差温轧制工艺最有利于心部变形,但是,需要进行道次间冷却才能维持厚板差温轧制所需的心表大温差的温度分布状态.10Ni5CrMoV厚板变形均匀程度依次为连续差温轧制＞首道次差温轧制＞均温轧制,连续差温轧制后内部晶粒明显细化、组织更均匀.连续差温轧制能有效促进变形向厚板心部渗透,这对均匀化组织、提高力学性能、改善质量具有重要意义.