冷却工艺对货油舱用耐蚀钢组织性能的影响

基于货油舱用耐蚀钢的服役环境设计并冶炼了一种新型耐蚀钢,根据试验钢变形奥氏体连续转变曲线,采用控制轧制和控制冷却的技术将锻后110 mm坯料减薄至16 mm。热轧板材的年平均腐蚀速率分布在0.235~0.273 mm/a,小于船级社要求的1 mm/a。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和冲击试验机进行了耐蚀钢的显微结构分析及力学性能研究,探究了控制冷却工艺对耐蚀钢组织性能的影响规律。结果表明:在终冷温度669 ℃、冷却速度8.9 ℃/s的条件下,耐蚀钢显微组织主要为铁素体、贝氏体和退化珠光体。降低终冷温度或提高冷却速率有利于抑制珠光体转变,促进针状铁素体和贝氏体相变进程,增加小角度晶界数量,提高耐蚀钢的组织均匀性和力学性能。当终冷温度降低至597 ℃,冷却速度增大到13.1 ℃/s,耐蚀钢组织为针状铁素体、粒状贝氏体和板条贝氏体混合结构,不均匀分布且粗大尺寸的板条结构弱化了材料的抗冲击性能。     

高Mo含量钛合金的真空制备及耐蚀性能研究

针对Ti-Mo合金在真空制备时易出现Mo元素偏析、Mo金属夹杂及合金成分难于控制等问题，采用真空电弧自耗熔炼技术，从电极制备、电弧放电参数及熔炼次数等方面进行控制，制备出高Mo含量钛合金工业级铸锭，并研究了其耐腐蚀性能。结果表明：所制备Ti-Mo合金铸锭气体元素O含量不高于0.05%、H含量不高于0.001%、N含量不高于0.008%,Mo含量偏差小于0.9%；在室温H₂SO₄和HCl溶液中，Ti32Mo合金几乎不发生腐蚀反应；在75℃条件下，HCl溶液中Ti32Mo合金最大腐蚀速率不超过0.024mm/a,H₂SO₄中的最大腐蚀速率不超过0.067mm/a。     

WC-9Ni-0．57Cr硬质合金在模拟海水中的腐蚀特性

以WC-9Ni-0．57Cr硬质合金为研究对象。采用失重法、电化学测试、力学性能测试和显微形貌分析等方法,研究合金在3．5％NaCl模拟海水溶液中的腐蚀行为,并与传统的WC-6Co硬质合金进行了比较。结果表明：在3．5％NaCl溶液中室温腐蚀8周的WC-9Ni-0．57Cr合金与WC6Co合金的腐蚀速率分别为0．0033mm／a和0．0072mm／a,以Ni—Cr为粘结相制备的硬质合金耐腐蚀性能明显优于传统的WC—Co硬质合金,具有较强的抗腐蚀能力;硬质合金微观腐蚀形态表现为粘结相的腐蚀,使力学性能降低,室温腐蚀4周后WC-9Ni-0．57Cr合金与WC-6Co合金的横向断裂强度损失率分别为8．43％和31．14％。     

Inconel625合金堆焊层在海水中的腐蚀行为

本文采用失重法,电化学极化以及交流阻抗法研究Inconel625合金堆焊层在10℃海水中的腐蚀行为。结果表明,Inconel625合金堆焊层在海水中初期腐蚀速率较高,随后降低到0.0004mm/a。Inconel625合金堆焊层表面没有观察到点蚀孔,表面不存在钝化膜。合金堆焊层在海水中为均匀腐蚀,海水中浸泡90天耐腐蚀性能稳定。     

热浸镀Zn-Ti及Zn-Ti-Al合金层的耐蚀性能

针对三元合金耐腐蚀机理研究不足的问题,制备了Zn-Ti和zn-Ti-Al热浸镀合金层,运用电化学极化、中性盐雾试验等方法对比研究了2种镀层的耐腐蚀性能.结果表明:Zn-Ti合金镀层平均腐蚀速率仅约为纯锌镀层的1/3:合金镀层自腐蚀电位正移,其中Zn-0.06%Ti镀层的自腐蚀电位较纯Zn镀层正移了37.1 mV,腐蚀电流密度也减小了近40%,Zn-Ti-Al镀层耐蚀性能降低不大.加入微量Ti可明显改善镀层的耐蚀性能,而Al的进一步增加虽可以改善合金流动性能,但对镀层耐蚀性能的提高不明显.     

一种兼具优异软磁性能和耐腐蚀性能的高熵合金（英文）

耐腐蚀性能差限制了大多数软磁材料在腐蚀环境中的应用,尤其是海洋环境.因此,提高软磁材料的耐腐蚀性能是其在海洋环境工业应用的关键.然而,磁性能和耐腐蚀性能之间存在矛盾关系,耐腐蚀性能的主要贡献元素Cr的反铁磁性会严重损害合金的磁性能.本研究开发了一种兼具优异力学性能和耐腐蚀性能的软磁高熵合金(Fe_2.25Co_1.25Cr)₉₄Al₆,其综合性能优于绝大多数已报道的传统和高熵合金软磁材料.该合金的饱和磁化强度高达141.88 emu g^-1,矫顽力仅有2.9 Oe;其在模拟海水中的耐腐蚀性能优于大多数已报道的软磁高熵合金和传统304不锈钢;同时,该合金还具有优异的力学性能,屈服强度高达1.1 Gpa,压缩断裂延伸率超过33%,硬度高于469 HV.这种新型的耐蚀软磁高熵合金有望满足海洋环境中的使役要求,解决软磁材料在海洋腐蚀环境下的使役难题.     

CuNiSiCr合金的耐腐蚀性能研究

对CuNiSiCr合金在人工海水挂片实验,采用失重法计算其年腐蚀深度;通过电化学方法分别测量Cu-NiSiCr合金在酸性、中性、碱性溶液中的极化曲线及腐蚀电流,用扫描电子显微镜(SEM)观察合金的腐蚀产物形貌,用EDS和XRD分析合金的腐蚀产物。结果表明:CuNiSiCr合金在人工海水中发现合金腐蚀速度随时间延长而减缓,合金没有发生局部腐蚀,腐蚀速率为0.0111毫米/年,耐腐蚀等级为4级,属于耐蚀材料;CuNiSi-Cr合金在酸性溶液中耐蚀性能最好,腐蚀产物主要为CuCl2。     

货油舱用耐蚀E36钢板的研发与工业试制

采用低碳及耐蚀微合金化设计思路,并结合控轧控冷工艺,成功开展了6mm和30mm两种规格的货油舱内底板用耐蚀E36钢板的工业试制.结果表明,工业试制钢板组织均匀、冶金质量控制良好,在成分及力学性能满足E36钢标准的基础上,耐酸性氯离子环境腐蚀速率低至0.62mm/a左右,较国际海事组织在《原油油船货油舱用耐蚀钢性能标准》中提出的1mm/a的腐蚀速率要求低了约40%,其耐蚀性能约是传统E36钢的5倍.     

电弧喷涂钛涂层的耐硫酸腐蚀性能

钛具有优异的耐腐蚀性能,但以纯钛丝作为材料喷涂制备涂层的研究比较少。采用电弧喷涂方法制备了钛涂层,采用SEM、XRD分析了钛涂层的成分、形貌和组织,并研究了涂层厚度、温度以及硫酸浓度对涂层腐蚀速率的影响。结果表明:制备的钛涂层在20%硫酸中的耐蚀最优厚度为0.6 mm;在室温环境下耐浓硫酸腐蚀的性能优于稀硫酸,涂层能够在浓度高于60%浓硫酸环境中起到很好的防腐蚀作用;在60%浓硫酸中,钛涂层的最佳使用温度为60℃。     

除氧剂的添加对注气井油管管材腐蚀行为的影响

为研究注入水中添加亚硫酸钠除氧剂控制注气井管柱氧腐蚀的有效性,为现场注气井管柱腐蚀防护提供依据,采用高温高压反应釜对注气井油管管材进行腐蚀模拟试验,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)等对试样腐蚀产物膜的成分及结构进行表征,研究了除氧剂添加对管材腐蚀行为的影响,并初步讨论了其腐蚀机理。结果表明:因注氮气驱油工艺引入的溶解氧会对P110与P110S油管管材带来严重的腐蚀风险,并具有较高的局部减薄失效风险; P110与P110S管材的全面腐蚀速率分别达到1.511 mm/a与1.404mm/a,最大减薄速率达到12.085 mm/a与4.240 mm/a;通过在注入水中适量添加除氧剂,P110与P110S管材的全面腐蚀速率分别降低至0.035 mm/a与0.030 mm/a,有效地降低了管材的腐蚀风险。     

医用Mg-Zn-Ca-Mn合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为

利用真空感应熔炼,采用金属模浇铸制备了Mg(100-x-y-z)-Znx-Cay-Mnz四元合金。使用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪对合金进行分析和表征。探讨了合金在PBS模拟体液中的腐蚀行为。结果表明,Ca、Zn及Mn原子的复合加入可显著细化合金的铸态显微组织;镁合金的腐蚀发生于晶粒内部,至晶界处终止;当加入2.0%的Zn和0.5%的Ca时,铸态合金的抗腐蚀性能最佳(平均腐蚀速率为0.77mm/a);当Zn、Ca含量均大于1%时,固溶时效态合金的腐蚀速率下降为铸态的1/2～1/4,表现出优异的耐蚀性;固溶时效处理可有效减少Mg2Ca相的体积分数,改善其分布,提高合金的耐蚀性能。     

新型渣浆泵用材料的腐蚀性能研究

针对渣浆泵用耐磨蚀材料在服役过程中由于腐蚀严重导致使用寿命缩短的问题,研发了一种新型耐磨蚀材料(A合金)。采用金相显微镜、X射线衍射仪、全浸腐蚀、扫描电镜、极化曲线、阻抗谱、X射线光电子能谱对材料在模拟服役环境腐蚀液中的腐蚀速率、腐蚀特征、电化学特性以及钝化膜组成进行了分析。将A合金与SUS316L不锈钢、KMTBCr26高铬铸铁进行对比分析,结果表明:A合金的显微组织是由高铬的奥氏体基体以及高硬度的M_(23)C_6型碳化物组成,这种碳化物类型使得材料具有优异的耐腐蚀性能。在室温条件下腐蚀192 h,A合金、SUS316L、KMTBCr26的腐蚀速率分别为0. 019 7 mm/y、0. 322 mm/y、26. 039 6 mm/y。A合金表面出现少量点蚀坑,而SUS316L和KMTBCr26材料表面发生局部腐蚀甚至全面腐蚀。A合金基体在析出碳化物后Cr含量没有出现贫化,降低了相与基体之间的腐蚀电位差;材料中富含的Cu元素使得表面钝化膜的稳定性提高。在电化学腐蚀过程中,A合金的自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最小、阻抗谱容抗弧半径最大、腐蚀倾向最小、表面形成的钝化膜稳定性最强,钝化膜的组成为Fe_2O_3、Cr_2O_3以及部分Cu氧化物。     

高温高酸性环境下镍基合金718与异种金属偶接的电偶腐蚀行为

高温/高压高酸性腐蚀环境中镍基合金718常作为可靠的材料使用,但不可避免会与其他金属偶接使用,易产生电偶腐蚀。模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO2分压1.5 MPa,Cl~-浓度200 000 mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀模拟试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35Cr Mo、C110和不锈钢13Cr偶接后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟高温高酸性环境下,3种金属分别与718合金偶接后,均发生了一定程度的电偶腐蚀,其中C110电偶腐蚀速率最大,而不锈钢13Cr的电偶腐蚀速率最小。电偶腐蚀的驱动力是2种金属的自腐蚀电位差,异种金属偶接后的电偶效应与两偶接材料的电位差成正比,而阳极材料自身的极化特性决定了其与耐蚀合金偶接后的电偶腐蚀程度。     

温度对注气井P110油管钢耐蚀性能的影响

目前,对于注气工况下井筒存在的氧腐蚀问题及其影响因素研究较少。利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验,辅以失重法、SEM、EDS、XRD等测试手段,研究含氧工况下温度对P110油管钢耐蚀性能的影响。结果表明:温度通过改变溶液中的氧含量、电化学反应速率、溶解氧的扩散作用以及表面产物层而影响P110钢耐蚀性能。温度升高,电化学反应加速,溶解氧扩散加快,CaCO_3垢层脱落,腐蚀速率增大;溶解氧含量下降,又会导致腐蚀速率下降。温度的双重作用导致P110腐蚀速率先增大后减小,100℃时最大,且会发生局部腐蚀。     

高熵非晶合金耐腐蚀性能研究进展

高熵非晶合金是近年来发展起来的一种新型合金材料,因其兼具高熵合金和非晶合金优异的力学性能、耐腐蚀性能、磁性能等功能特性,引发了众多学者的广泛关注。本文简述了高熵非晶合金的含义与特点,介绍了高熵非晶材料的制备方法及组织与性能;归纳了该类材料的耐蚀机理与耐腐蚀性能的最新研究成果;展望了采用机器学习助力设计高熵非晶合金的新范式,并指出探究工况环境下的腐蚀失效机制、完善高熵非晶合金微观耐蚀机理与优化相关制备工艺是该材料广泛应用的前提条件。针对高熵非晶合金的开发及其耐腐蚀性开展的应用基础研究,将为我国海洋事业的“远洋化、深海化”提供先进的技术支撑和材料保障。     

海上油气田油套管用材110Cr13S适用性研究

为评价110Cr13S油套管钢在海上油气田开发工程中的适用性,采用暴露腐蚀试验、原位电化学测试、应力腐蚀测试研究了110Cr13S钢在模拟深水油气田井下高温、高压、CO₂与H₂S共存腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站、慢应变速率拉伸试验机测试了110Cr13S油套管钢在温度为129.5℃,H₂S分压为358 Pa以及CO₂分压为2.754 MPa条件下的腐蚀形貌、腐蚀产物成分、电化学行为及慢应变速率拉伸曲线。结果表明：在模拟深海油气田井况条件下,110Cr13S钢的平均腐蚀速率为0.004 4 mm/a,试样表面生成了结构致密完整的钝化膜,具有较好的耐蚀性和优异的抗硫化物应力腐蚀开裂性能,110Cr13S油套管钢适用于深水、高温、高压、CO₂与H₂S共存条件下的油气井开发油套管选材。     

高含O_2工况下温度对P110钢腐蚀规律的影响

目前对注气井注氮气过程中温度对P110管线钢腐蚀行为的研究关注较少。采用高温高压腐蚀模拟试验方法,结合扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射分析仪(XRD)等测试手段研究了1.15 MPaO_2分压下温度对P110钢腐蚀规律的影响。结果表明:P110发生氧腐蚀,在30~120℃温度范围内,随着温度升高,P110钢腐蚀速率增大。120℃时P110钢的均匀腐蚀速率最大,为2.634 mm/a,且发生局部腐蚀,腐蚀坑最大深度为200μm。这主要是因为温度升高,溶解氧的扩散作用与电化学反应速率加快,表面腐蚀产物膜结构变得疏松,部分区域腐蚀产物膜破损导致腐蚀速率增加,腐蚀类型由全面腐蚀转变为局部腐蚀。     

耐HF腐蚀Ni-Mo-W-Cu弹性合金的研制

以Ni-Mo合金为基添加W、Mo等所形成的一种新型合金在强还原性介质中具有良好的耐蚀性。采用金相方法与腐蚀试验方法研究合金的相结构与耐蚀性的关系,确定了合金最佳组成及其良好综合性能,并且讨论了合金元素对其耐腐蚀性能的影响。试验证明,合金经氩弧焊接不发生晶间腐蚀,焊接后无须进行固溶处理,可直接使用。合金在脱O_2后的40％HF溶液中,70℃时的腐蚀速率为0.05～0.07mm/y;在沸腾温度时的腐蚀率≤0.2mm/y。合金在固溶状态下为单相γ固溶体组织,其纵弹性模量(E)为2.009×10~5MPa(20500kgf/mm~2),抗拉强度(σ_b)>7.35×10~2MPa(75kgf/mm~2),延伸率(δ)>35％,杯突值为11～13mm。     

TB-19合金腐蚀性能研究

研究了高强亚稳β型钛合金TB 19的均匀腐蚀性能、耐冲刷腐蚀性能及应力腐蚀性能。结果表明,TB 19合金在60°C海水中经1000h均匀腐蚀试验后基本无腐蚀;在10m/s流速天然海水中,冲刷腐蚀速度仅为0.00029mm/a;在海水中的应力腐蚀强度因子为55.15MPa·m1/2,证明TB 19合金是一种耐蚀性能优良的高强钛合金。     

S450AW与Q450NQR1在酸性环境中的腐蚀行为

S450AW是继Q450NQR1后新开发的屈服强度为450 MPa级的耐蚀铁路车辆用钢,为考察其主要性能指标——耐腐蚀性能,采用全浸试验、电化学测试和扫描电镜观察对比研究了耐蚀钢S450AW和Q450NQR1在饱和氧酸性环境介质中的腐蚀行为。结果表明:浸泡24 h,S450AW钢的平均腐蚀速率是Q450NQR1钢的43%,良好的耐蚀性能归功于其致密的腐蚀产物膜层和锑元素与其他耐蚀合金元素的综合作用。在饱和氧酸性介质中S450AW和Q450NQR1钢表面腐蚀产物膜层经过48 h浸泡达到稳定,致使S450AW和Q450NQR1的腐蚀速率均有所降低。