低温对铝合金在SSRT过程中裂纹萌生与扩展规律的影响

采用一种电化学阻抗谱(EIS)的解析方法,原位研究低温对7A04铝合金在慢应变速率拉伸过程(SSRT)中裂纹萌生与扩展规律的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,并通过Kramers-Kronig转换验证EIS实验数据的可靠性。结果表明,裂纹的萌生和扩展过程大致可分为氧化膜溶解、裂纹萌生、动态平衡、裂纹明显扩展四个阶段;温度的降低会改变断裂方式,表现为从混合断裂向脆性穿晶断裂发展;由常温向低温的变化可以有效抑制铝合金在SSRT过程中的裂纹萌生和扩展,具体表现为温度越低对裂纹萌生和扩展的抑制效果越不明显,其中-5℃时抑制效果最强。

拉伸变形对304不锈钢应力腐蚀的影响

研究了在-70℃和180℃拉伸变形对304不锈钢应力腐蚀的影响,结果表明,随着拉伸变形量的增加,180℃拉伸变形的304不锈钢在42％沸腾MgCl_2溶液中应力腐蚀破裂敏感性逐渐减小,而在-70℃拉伸变形的304不锈钢在42％沸腾MgCl_2溶液中应力腐蚀破裂敏感性经历了一个从减小到增大的过程。马氏体相的存在导致304不锈钢在42％沸腾MgCl_2溶液中应力腐蚀破裂敏感性增大。

慢应变拉伸法模拟含氢储气库管材的应力腐蚀试验研究

采用慢应变速率拉伸法,通过扫描电镜、能谱分析等手段,分析不同温度和干/湿气环境(通入H_2和CO_2混合气体)下HP13Cr、13Cr、3Cr的氢脆敏感性。结果显示:干气环境下,温度对这3种材质氢脆敏感性的影响较小;120℃干气环境中的氢脆系数排序为HP13Cr∧13Cr∧3Cr;湿气环境中,由于Cl^-和CO_2水溶液的综合作用,13Cr氢脆系数增大,但不同试验条件下的氢脆系数均未大于25%,可以认为其并无氢脆敏感性倾向。针对模拟的含氢储气库试验条件,推荐使用13Cr系列材质。

浓度和温度对316L不锈钢在NaOH溶液中应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(简称SSRT),对316L不锈钢在高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为进行了试验研究,结果表明在较高温度下,316L不锈钢在低浓度的NaOH溶液中也具有明显的应力腐蚀开裂敏感性。

应变速率及环境介质对Zn-Cu-Ti合金应力腐蚀行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)等方法研究了挤压态Zn-1.0Cu-0.2Ti(wt%)合金在空气、自来水及3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为及应变速率对合金SCC行为的影响。结果表明,应变速率为1×10-6s-1时,合金的SCC敏感性最大;在1×10-6s-1的应变速率下,合金在自来水与3.5%NaCl溶液中的SCC敏感性比空气中弱。

加氢反应器壁材料的氢损伤特性

研究了在模拟加氢反应器工况条件下 ,国产加氢反应器壁材料 [2 (1/ 4 )Cr - 1Mo及其上的 30 9L和 347L不锈钢堆焊层 ]的氢损伤特性 .结果表明 :热渗氢后 ,明显降低了它们的断裂应力 (σf)和塑性 .对于 30 9L和 347L堆焊层 ,未经热渗氢的原始试样 ,无论是光滑试样还是缺口试样 (除缺口位置在 30 9L区域试样外 )均断裂在 347L区域内 .而经热渗氢后 ,无论是起裂于 2 (1/ 4 )Cr - 1Mo和 30 9L的熔合线 ,还是 30 9L和 347L的熔合线处 ,最后都断在30 9L区域内 (除缺口位置在 347L区域试样外 ) .这是因为热渗氢使 30 9L和 347L的σf 分别从原始状态的 885MPa降至 4 78MPa和从原始状态的 799.9MPa降至 5 6 4MPa ;在对短裂纹的低周疲劳特性研究中 ,用da/dN =C(ΔJ) n计算了裂纹扩展速度 (da/dN)和门槛值 (ΔJth) .经热渗氢后 ,ΔJth有明显的下降 ,da/dN～ΔJ曲线也向左移 ,提高了da/dN .SEM断口分析结果与上述结论一致 .裂纹扩展以穿晶为主 ,热渗氢后有二次裂纹存在 .说明热渗氢降低了其力学性能 。

海洋环境中7075-T6铝合金的氢渗透及应力腐蚀破裂

采用D-S双电解池研究7075-T6铝合金的表观氢渗透系数,对表面镀镍厚度、充氢电流和循环次数对表观氢渗透系数的影响进行研究,进一步研究表面镀镍充氢试样的应力腐蚀敏感性。结果表明:表面镀镍厚度为220nm时,钝化电流最为稳定,镀镍层厚度对氢渗透电流的影响主要体现在对氢原子的氧化能力和对铝合金基体的保护能力上。表观氢渗透系数随充氢电流增大有增大的趋势,主要与表面氢原子深度增大、深度梯度增大以及加速氢向铝合金的渗透相关。但是增大幅度表观氢渗透系数有减小的趋势,主要原因是由于氢的表面覆盖度增大后,大部分的氢原子开始结合为氢气而脱离铝合金表面。随着循环次数的增加,表观氢渗透系数也随之增大,主要原因是随着循环次数增加,铝合金内部的不可扩散氢深度趋于稳定,可扩散氢的渗透速度增大。SSRT实验分析和SEM电镜照片结果表明:随充氢时间的增长,SSRT敏感性增大,氢能够渗入铝合金内部,并使其脆性增大,且其脆性随着充氢时间延长而有所增大。

阴极保护电位对E460钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学方法结合断口扫描电镜观察,研究了阴极保护电位对E460钢在海水中氢脆敏感性的影响。结果表明,随着阴极保护电位负移,E460钢在海水中的氢脆敏感性增加,阴极保护电位为-0.95V(vs.SCE,下同)时,拉伸试样出现脆性解理断裂特征,电位为-1.05V时,E460钢断口呈脆性断裂特征。

高温水中溶解氧、氯离子和处理方式对316L不锈钢应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率试验(SSRT),在模拟压水堆核电厂高温高压水环境(325℃、15.5 MPa)中,研究了溶解氧(DO)、氯离子和处理方式对316L不锈钢(SS)的应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律,并观察了试样断口形貌。结果表明,冷变形和固溶处理的316L不锈钢分别在含0μg/kg DO+0μg/kg Cl-,200μg/kg DO+0μg/kg Cl-,0μg/kg DO+30μg/kg Cl-及200μg/kg DO+30μg/kg Cl-的高温水环境中都呈现出了不同程度的SCC倾向,且200μg/kg DO和30μg/kg Cl-使SCC倾向更为明显。同时,冷变形可大大提高316L不锈钢的屈服强度,但是也提高了SCC敏感性。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢的应力腐蚀敏感性

通过慢应变速率拉伸试验,得到列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢分别在室温、40℃和70℃3个温度下质量分数为3.5%的NaCl水溶液(简称3.5%NaCl水溶液)中以及在室温空气中的断裂时间、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等不同性能参数;采用扫描电镜观察不同试样断口,并采用比值法、应力腐蚀敏感性指数(I_(SSRT))法及断口分析法研究试验材料的应力腐蚀敏感性。结果表明:在室温和40℃2个温度下3.5%NaCl水溶液中的试验材料断裂时间比值、抗拉强度比值、断后伸长率比值及断面收缩率比值均大于95%,I_(SSRT)值均小于5%,试样断口特征与室温空气中相比无明显差异,均体现出试验材料无应力腐蚀敏感性;而在70℃温度下3.5%NaCl水溶液中的断裂时间比值、抗拉强度比值和断面收缩率比值虽均大于95%,但断后伸长率比值却小于95%,I_(SSRT)值大于5%,且试样断口剪切唇明显比室温空气中大,只是微观断口边沿并未发现明显的二次裂纹和脆性层,意味着试验材料在该条件下虽有应力腐蚀敏感性,但并不显著,应力腐蚀导致材料力学性能的劣化具有参量选择性;在方法的应用上,比值法、I_(SSRT)值法和断口分析法对材料应力腐蚀敏感性的判定结果一致。

G105钻杆在不同氢离子浓度溶液中的腐蚀行为

通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)与电化学试验,研究了G105钻杆在不同氢离子浓度HAc/NaAc缓冲溶液中的腐蚀行为,研究了SSRT试样的断口形貌及应力腐蚀机理。结果表明:随着氢离子浓度增大(即随着pH减小),G105钻杆的应力腐蚀敏感性和自腐蚀电流密度逐渐增大;断口形貌均呈脆性断裂,主裂纹有明显的分支裂纹;应力腐蚀机理为阳极溶解型,酸性溶液中的部分氢原子进入裂纹,加速了应力腐蚀开裂的进程。

高温水中溶解氧对不锈钢堆焊层SCC性能的影响

采用慢应变速率试验(SSRT),在模拟AP1000高温高压(350℃,18.5 MPa)水环境中,研究了溶解氧对E308L不锈钢堆焊层的应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律,并详细观察了试样断口形貌。结果表明,不锈钢堆焊层分别在含0μg/kg、200μg/kg和2 000μg/kg的不同溶解氧量的高温水环境中都呈现出了不同程度的SCC倾向,且水中溶解氧含量的增加使得SCC倾向更为明显。

含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金应力腐蚀开裂敏感性研究

利用慢应变速率拉伸(SSRT)试验、扫描电镜分析等研究了含Sc的Al-Zn-Mg-Zr合金在T6和T73热处理状态下,在空气和质量分数为3.5%的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,研究了热处理状态及应变速率对该合金SCC敏感性的影响。结果表明,同一热处理状态下的该合金在应变速率为1.33×10-6s-1时,其SCC敏感性比应变速率为6.66×10-6s-1时的大;在同一应变速率下,该合金T6态的SCC敏感性比T73态的大,T73态合金的抗应力腐蚀性能比T6态合金的好。

温度对超级13Cr油管钢慢拉伸应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂试验方法,通过σ-ε曲线和SEM等分析了超级13Cr油管钢抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌;研究了温度对其在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)的影响。结果表明:当温度<60℃时应力腐蚀的程度较轻;当温度>80℃时应力腐蚀的程度严重;随温度的升高,超级13Cr油管钢的抗拉强度降低,延伸率减小,断面收缩率减小,断裂时间减小,应力腐蚀开裂的倾向性增大,应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更显著;温度对超级13Cr油管钢的塑性变形性的影响比对抗拉强度的影响更大。

高强管线钢在高pH环境中的慢应变拉伸试验研究

通过对国产X80管线钢在高pH环境下慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究,分析了国产X80管线钢在0.5 mol/L Na2CO3+1 mol/L NaHCO3溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性,并对其破裂断口进行SEM观察和分析。外加电位时,X80管线钢在高pH溶液中SSRT试验结果表明,随着外加电位的负向增大,X80管线钢的断裂时间tf、延伸率δ和断面收缩率RA明显降低,而裂纹扩展速率CGR增加,SCC敏感性增加。在阴极电位条件下断口呈准解理断裂,断口处有明显的应力腐蚀破裂发生,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,X80钢试样断口主要是韧性断裂,SCC敏感性很低。

模拟深海环境中阴极极化电位对钛合金应力腐蚀敏感性的影响

通过电化学试验和慢应变速率试验研究了阴极极化电位对钛合金Ti80、Ti75和Ti31在模拟深海环境中应力腐蚀敏感性的影响。结果表明:随着阴极极化电位的负移,3种钛合金的应力腐蚀敏感性均呈现上升趋势,在模拟深海环境中,Ti80、Ti75和Ti31无明显应力腐蚀倾向的最负阴极极化电位(相对于Ag/AgCl电极)分别为-0.77V、-0.73V和-0.73V。

氧化铝蒸发器返修部位氟树脂涂层防腐蚀技术

为解决氧化铝蒸发器的应力腐蚀开裂问题,提出了静电喷涂氟树脂涂层的方法。分别对涂装试样及未涂装试样进行了慢应变速率试验(SSRT),并对其断裂形貌进行了分析和对比。结果表明,涂装试样的应力腐蚀敏感指数明显低于未涂装试样,且无明显腐蚀迹象,由此证明氟树脂涂层适用于氧化铝蒸发器的腐蚀防护。

X70钢在高pH溶液中的应力腐蚀研究

许多油气管道断裂事故与高p H值应力腐蚀开裂(SCC)有关。X70钢是油气管道常用的管材。采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究在不同电位下X70管线钢母材和和焊缝在高p H值溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。实验结果表明:当外加电位位于钝化区,因存在完整钝化膜,X70钢应变值、伸长率和断面收缩率最大;在自腐蚀电位下,因为阴极反应和阳极反应平衡,所以X70钢应变值、伸长率和断面收缩率位居其次;当位于活化钝化转变区时,由于钝化膜不完整,阳极活化反应仍占主导地位,应变值、伸长率和断面收缩率小于自腐蚀电位下的试样;位于活化区的试样,由于以阳极反应为主,所以应变值、伸长率和断面收缩率最小。

8090铝锂合金的氢脆敏感性研究

采用M351测量系统测试了8090铝锂合金在3.5％NaCl溶液中的腐蚀行为，并用SSRT测试技术研究了阴极极化下合金的氢脆敏感性，结果表明：充氮介质和时效制度对合金的氢脆敏感性影响较大，强烈渗氢条件下，氢可能成为腐蚀断裂的主要因素．

晶粒度对35CrMo钢氢致开裂行为的影响

通过对35CrMo钢进行热处理来提高材料的晶粒度,采用慢应变速率拉伸(SSRT)和现代微观分析方法,在动态电化学充氢的环境下,研究了晶粒度对35CrMo钢氢脆敏感性的影响。结果表明,35CrMo钢经过850℃完全淬火15min(油冷)+780℃亚温淬火25min(油冷)+740℃高温回火120min(空冷)可以把晶粒度细化到10.8μm,且在动态充氢电流密度为150mA/cm2时其断裂强度、伸长率以及断面收缩率分别达到569.875 MPa、12.90%和38.96%,表现出很好的强塑性。可见细化晶粒是提高35CrMo钢抗氢致开裂敏感性的一种有效途径。