SPV50Q钢焊接接头腐蚀和氢渗透性能分析

具有不同组织结构的焊接接头是腐蚀环境中服役焊接设备或管道的薄弱环节,这与焊接接头处发生的非均匀腐蚀密切相关.利用动电位极化、交流阻抗技术和氢渗透技术,研究了液化石油气（LPG,liquefied petroleum gas）球罐用SPV50Q钢焊接接头在含H2S溶液中的腐蚀和氢渗透特性.结果表明,具有不同组织结构的SPV50Q钢焊接接头各区金属（母材、热影响区和焊缝）,在含H2S溶液中的耐腐蚀性和氢渗透性能都具有一定的差异性,母材的耐蚀性最好,热影响区次之,焊缝金属的最差;对氢渗透性能而言,焊缝金属的氢扩散速度和扩散系数最大,热影响区的次之,母材的最小.     

贝氏体/马氏体复相高强钢中的氢陷阱

运用电化学渗透技术研究了传统高强钢(42CrMo)和贝氏体/马氏体复相高强钢(U20Si)中氢的扩散和氢陷阱。结果表明，氢在U20Si钢中的扩散系数远小于在淬火回火的42CrMo高强钢中的。另外，两种材料中氢陷阱的情况不同，U20Si钢中的氢陷阱主要为高度均匀弥散分布的贝氏体/马氏体板条界和薄膜状残留奥氏体，而42CrMo钢中的氢陷阱主要为铁素体/渗碳体界面。U20Si钢中的氢陷阱数量超过42CrMo钢的。力学性能测试表明，U20Si钢的氢脆敏感性低于传统的42CrMo钢的。断口分析显示前者的断口为准解理，后者的断口为沿晶断裂。U20Si钢氢脆敏感性低与其氢陷阱数量多且分布均匀密切相关。     

湿H2S环境下低合金钢焊接接头氢扩散数值模拟

利用电化学渗透法测定了氢在16MnR低合金钢焊接接头处的焊缝金属、热影响区金属以及母材中的扩散系数.利用有限元软件ABAQUS,对16MnR钢焊接接头氢扩散进行数值模拟,考虑焊接残余应力、不同组织对氢扩散的影响,得到焊接接头扩散氢的浓度随时间的分布.结果表明,在焊缝和热影响区,氢的扩散系数和焊接残余应力较大,使氢在焊缝和热影响区聚集,降低材料的力学性能,使得焊接接头部位成为最薄弱环节,在湿H2S环境下很容易发生与氢有关的损伤和破坏.     

碳钢浸镀扩散渗铝复合渗硼及其表面性能研究

对Q235、45、GCr15钢在720℃±5℃的条件下进行了热浸渗铝,分别扩散1h、2.5h和5h后再进行950℃×6h高温渗硼。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线等手段研究了Q235、45钢的热浸渗铝和热浸渗铝复合渗硼层的组织结构。探讨了热浸扩散渗铝复合渗硼中的硼化物的形成机理及硼的迁移机制。采用高温氧化试验和耐热腐蚀试验考察了这两种渗层在高温下的氧化机制,并比较了它们的耐高温氧化性能和耐热腐蚀性能,以及它们在干摩擦条件下的耐磨性。试验结果表明,热浸渗铝经扩散处理后,渗层明显,渗层组织由表及里出现了η相(Fe2Al5)、β1相(Fe3Al)和α相固溶体等组织。热浸渗铝复合渗硼所形成渗层具有与单一渗硼相类似的齿状形态。X射线衍射分析表明,渗层主要由Fe2B、Fe2AlB2及Fe2Al5组成。Q235钢热浸镀铝复合渗硼处理在950℃高温下不具有明显的抗氧化的作用。而热浸渗铝的Q235钢950℃氧化后仍然为扩散处理后的灰色外观。而650℃循环氧化中,这两种渗层的抗氧化能力相当。800℃熔盐腐蚀试验中热浸渗铝与热浸渗铝复合渗硼处理均具有较高的耐蚀胜,比未经处理的试样高10倍左右。在干摩擦条件下,热浸渗铝复合渗硼试样比渗铝扩散处理具有更高的耐磨性。     

乙苯反应器腐蚀原因分析及防腐措施

应用扫描电镜能谱和X射线衍射方法对乙苯反应器腐蚀产物进行了分析.结果表明, 造成乙苯反应器内壁以及内部结构15 CrMo钢腐蚀的原因是,生产乙苯的原料气中所含O2 ,CO2,H2S等.在380～420℃时15 CrMo钢氧化、硫化所致.对15 CrMo钢表面喷铝处理 可防止此类腐蚀的发生.     

渗硼处理对H13钢碳化铬覆层抗铝液侵蚀性能的影响

将未处理H13钢、热反应扩散(TRD)法渗铬试样及铬硼复合渗(TRD渗铬+TRD渗硼)试样浸入熔融铝液进行热浸铝试验。对渗铝试样截面进行显微观察及渗铝层定点成分分析。结果表明:相同热浸铝条件下,单一碳化铬覆层的浸铝层厚度与未处理H13钢相当,即单独渗铬并不能提升H13钢抗铝液侵蚀能力。而硼铬复合处理试样浸铝层厚度为单一碳化铬覆层的67%,渗硼处理的应用能够有效提高TRD碳化铬覆层抗铝液侵蚀能力。试样经热浸铝后渗铝层Fe-Al金属间化合物成分主要为Fe₂Al₅。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢渗铝层结构及其抗氧化性能

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面进行了热浸扩散渗铝试验研究.试样在730 ℃铝浴中浸镀5 min,先获得良好的热浸镀铝层.以NH4C1为活化剂,在960℃密封扩散6 h,获得了与基体结合良好的扩散渗铝层.应用SEM和能谱分析等方法分析了耐热钢热浸扩散渗铝层的成分、组织和形貌.获得的奥氏体钢的扩散渗铝层具有明显的双层特征,内扩散层主要由Fe,Al相和NiAl析出相组成,在外扩散层内为MeAl结构,并观察到气泡状孔穴;奥氏体不锈钢经扩散渗铝后的抗高温氧化性能优于未处理态.     

热浸镀铝钢氢的扩散

根据费克第二定律提出了热浸镀铝钢双层体系氢扩散系数解法.根据上述结果,用电化学方法测定了氢的扩散行为;测定了渗铝层不同温度下氢的扩散系数和渗铝层氢扩散激活能.     

30CrMnSiNi2钢TIG焊接头电化学充氢后扩散氢逸出特征及示踪

高强度钢焊接接头不同区域组织对氢扩散与聚集的影响存在差异,采用显微镜摄影测氢法研究了电化学充氢条件下,30CrMnSiNi2钢TIG焊接头不同区域扩散氢的逸出规律,观察了氢气泡大小及分布特征;采用氢原子微印技术对焊缝区的扩散氢进行了示踪研究,探讨了高强度钢焊接头扩散氢逸出分布特征与低碳钢完全相反的原因,结果表明,30CrMnSiNi2A钢TIG焊接头扩散氢主要聚集在焊缝区及热影响区,焊缝区亚晶界为氢扩散和聚集的优先通道,组织中的内应力场是导致扩散氢聚集的根本原因. 研究结果对于研究焊接接头不同区域组织与扩散氢的关系提出了有益的思路.     

渗铝钢耐饱和H2S溶液腐蚀的研究

用极化曲线方法对氧化处理前后的渗铝钢在饱和H2S水溶液中的耐蚀性进行了研究。结果表明,高温氧化处理后的渗铝钢在常温下也具有很好的耐H2S腐蚀性能,并且氯离子的存在对其腐蚀性能没有明显的影响。     

回火温度对含V、Nb高强度低合金钢氢脆敏感性的影响

采用氢渗透试验和动态充氢拉伸试验研究了920℃冰水淬火后回火温度(560、600和640℃)对某含0.15%V和0.05%Nb(质量分数)高强度低合金钢的氢扩散系数和氢脆敏感性的影响,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜(TEM)观察分析回火试样的微观组织。结果表明,随回火温度升高,氢扩散系数增加,氢扩散激活能降低,同时钢的氢脆敏感性也降低,这是因为随回火温度升高,钢中作为氢陷阱的位错密度减少,从而使得氢陷阱密度减小,在相同的充氢条件下可扩散氢含量减小。     

碳钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NaCl溶液中的腐蚀行为

利用自制的高温、高压腐蚀试验及电化学测试装置,通过失重法、电化学极化曲线法及电子探针微观分析等方法,研究了温度、硫化氢浓度对碳钢在高压二氧化碳饱和的39％NaCl溶液中腐蚀的影响．结果表明较低温度(80℃)下,升高温度及增大硫化氢浓度均加速腐蚀反应的阴、阳极过程,失重腐蚀速率增大;高浓度的硫化氢抑制了腐蚀反应的阴极过程;120℃时碳钢CO2腐蚀产物膜对金属基体起很好的保护作用,失重腐蚀速率减小了3～4倍,随硫化氢浓度的增大,失重腐蚀速率缓慢增长,腐蚀产物FeCO3膜逐渐转变为以硫铁化合物为主的腐蚀产物膜．     

扩散处理对23MnCrNiMo54热浸镀铝钢耐蚀性的影响

对23MnCrNiMo54热浸镀铝热扩散前后的涂层结构、电化学性能和中性盐雾腐蚀进行分析。结果表明,扩散前表面涂层呈致密的铝-铁铝层结构,扩散后表面涂层转化为带裂纹和孔洞的铁铝层。扩散前后的表层自腐蚀电流低于23MnCrNiMo54钢自腐蚀电流两个量级,扩散后自腐蚀电位最高,表层材料耐腐蚀性增加。盐雾试验发现,23MnCrNiMo54钢抗腐蚀性较差,1 h出现锈点,热浸镀铝后显著提升抗腐蚀性,24 h尚未出现明显锈点,热浸镀铝涂层对23MnCrNiMo54钢的耐腐蚀性有明显改善。热浸镀铝再经扩散处理后,4 h出现锈点,扩散前后23MnCrNiMo54钢在中性盐雾中的耐腐蚀性差异较大。造成这种差异的原因主要是扩散后涂层上的缺陷和涂层较基体更低的电位。      

Inclusion‐involved fatigue cracking in high temperature water

The nonmetallic inclusions in low‐alloy pressure vessel steel A533B were carefully examined and the low cycle fatigue (LCF) behavior of the steel was investigated in 288°C air and water. Much attention was paid to the roles of inclusions on fatigue crack initiation and propagation in high temperature water. Three types of inclusions were observed in the steel, consisting of isolated or clustered sulfide inclusions, duplex oxide‐sulfide inclusions and isolated oxide inclusions. In high temperature air, fatigue cracks initiated predominantly from subsurface inclusions. In high temperature water, however, fatigue cracks initiated primarily at corrosion pits on the specimen surfaces resulted mainly from the dissolution of large or clustered sulfide inclusions. The subsurface and bulk inclusions also contributed to the fatigue cracking in high temperature water. Possible influence of the above three types of inclusions on environmentally assisted cracking (EAC) was evaluated. The fatigue fractographic features suggested a synergism between sulfide inclusions and hydrogen‐induced cracking dominate the present EAC in high temperature water.     

回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸和双电解池氢渗透试验,结合SEM、TEM、EBSD表征手段研究了不同回火温度下DP600钢中显微组织变化对其氢扩散及氢脆敏感性的影响.结果表明,DP600钢的氢脆敏感性和有效氢扩散系数均随回火温度的升高呈下降趋势,这主要与钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱浓度降低以及碳化物/基体界面、大角度晶界等不可逆...     

一种车用低合金铸钢氢扩散系数的测定方法

采用双电解池电化学氢渗透法测试氢在一种低合金铸钢中的扩散系数,并利用基于半无限扩散模型的氢渗透修正公式,分析试样厚度、充氢电流密度和测试温度等因素对氢扩散系数测定值的影响规律。结果表明:试样厚度对氢扩散系数测量值没有明显影响,不过从材料均匀性方面考虑,选取较厚的试样应获得更准确的测试值;充氢电流密度越大,表观氢扩散系数与理论值越接近;氢扩散系数随测试温度升高而增大,其关系式为D=0.052 8exp(-22.47/RT)。     

FEM Simulation of the Hydrogen Diffusion in X80 Pipeline Steel During Stacking for Slow Cooling

The influence of temperature on the hydrogen diffusion behavior in X80 pipeline steel during stacking for slow cooling was studied using electrochemical penetration method, the temperature field and the hydrogen diffusion in this pipeline steel during stacking for slow cooling were simulated by ABAQUS finite element method(FEM) software. The results show that in this process there is a reciprocal relationship between the natural logarithm of hydrogen diffusion coefficient and temperature. The cooling rate decreases gradually with the increase of steel plate thickness. The hydrogen content is higher at high temperature(500–400 °C) than that in low temperature region(300–100 °C). The FEM simulation results are consistent with the experimental ones, and the model can be used to predict the hydrogen diffusion behavior in industrial production of X80 pipeline steel.     

氢在2.25Cr—1Mo耐热钢中的扩散规律

采用电化学渗氢的方法研究了加氢反应器简体2．25Cr－1Mo钢中氢的扩散现律试样的厚度低于1．6mm时，随着厚度的增加，扩散系数D值增大；当厚度大于1．6mm后，D值稳定不变实验测得温度与扩散系数的关系为此式可用于在运行状态下的加氢反应器器壁中氢渗透原子氢浓度分布的计算     

油田排海污水中H2S的分布及其对平台钢结构设施腐蚀行为的影响

研究了W11—4油田A平台排海污水中H2S、钢桩上附着生物状态以及白色沉积物对平台海域钢结构设施腐蚀与防护的影响，测定了H2S的浓度、分布以及含H2S海水的腐蚀特征，研究了各种附着生物和白色沉积物的状态及组成。结果表明，H2S主要集中在海面海流下方区域，并与海水流速密切相关，最大可能H2S浓度低于19mg／L；白色沉积物为附着生物受硫化氢影响的生理分泌物，海水中的H2S及白色生理分泌物对平台钢结构设施的腐蚀过程没有影响。