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。

高锰奥氏体低温钢HM400在液氨介质中的应力腐蚀敏感性研究

为研究高锰奥氏体低温钢HM400在液氨介质中的应力腐蚀敏感性,采用慢应变速率试验(SSRT)考察了高锰奥氏体低温钢HM400在常温下,液氨环境(NH_(3))、空气+液氨环境(NH_(3)+Air)、0.1 mg/L H_(2)O+液氨环境(NH_(3)+0.1 mg/L H_(2)O)及对照组空气(Air)4种介质中的应力腐蚀敏感性,通过扫描电镜(SEM)、金相显微镜、X射线衍射(XRD)和硬度计分别表征了试样断口微观形貌、裂纹形貌、试验前后试样金相组织及力学性能的变化。结果表明:高锰奥氏体低温钢HM400在拉伸变形中发生了应变强化;HM400钢在液氨介质中耐应力腐蚀能力差,不宜作为液氨储运容器高参数化和轻量化用材。

304L不锈钢在高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为

采用慢应变速率试验(SSRT),对304L不锈钢在180~220℃、1.5%~6%(质量分数)NaOH溶液中的应力腐蚀开裂行为进行了研究,结合扫描电镜和光学显微镜分别对断口形貌进行了表征并计算了二次裂纹的深度及扩展速率。结果表明:二次裂纹扩展速率更能体现“碱脆体系”中金属的应力腐蚀敏感性,304L在上述高温NaOH溶液中的应力腐蚀开裂敏感指数差别不大。SSRT后的断口微观形貌显示试样为韧性断裂,但由宏观形貌发现了二次裂纹,二次裂纹深度和扩展速率随温度的升高、NaOH浓度的增加均增大。304L在180℃、1.5%NaOH溶液中可能有一定的应力腐蚀开裂倾向。

不同温度下管线钢氢脆的多尺度综合试验研究

针对氢能源管道储运过程中的氢脆问题,设计电化学充氢条件下的X80管线钢临氢行为综合测试试验,实测温度对管线钢氢脆敏感性的影响。结果表明:氢扩散系数和钢内壁氢浓度随着温度的升高而增加;315 K下X80管线钢的断后伸长率及断面收缩率最小,氢脆指数最高;试样断口形貌呈脆性断裂特征。分子动力学模拟结果进一步表明,315 K下裂纹尖端的位错和孪晶释放极少,因此诱发了脆性扩展行为。

时效和回归处理对7075铝合金力学及腐蚀性能的影响

用维氏硬度计和慢应变速率拉伸 (SSRT)技术研究了 70 75铝合金以不同制度时效和回归处理后的强度和应力腐蚀断裂 (SCC)行为。结果表明 :70 75铝合金的强度 ,硬度和SCC敏感性与时效温度和时间密切相关。对于单级时效 ,峰时效 70 75 T6铝合金的强度最大 ,但其SCC敏感性也最大。过时效T735 1及A180能显著提高合金的耐SCC性 ,SSRT拉伸断裂强度却下降约 2 0 %。多级时效 ,回归再时效 (RRA)不仅能降低 70 75铝合金的应力腐蚀敏感性 。

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。

7B04铝合金应力腐蚀敏感性研究

利用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法研究7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。研究温度、腐蚀介质、电化学极化对应力腐蚀敏感性的影响,结果表明:随温度的升高7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性增强;溶液的腐蚀性越强,7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性越大;无论是阳极极化还是阴极极化都会增加7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。

电极极化对铝合金应力腐蚀断裂敏感性的影响

为了探讨极化对铝合金应力腐蚀断裂 (SCC)敏感性的影响,采用慢应变速率拉伸技术研究了不同恒电位极化条件下 7075T6, 7075T7351, 7075RRA铝合金的应力腐蚀行为。结果表明,在-1 200^-735mV(vsSCE)电位范围内,无论是阳极极化还是阴极极化,甚至弱极化,都会增加7075铝合金在 3. 5% NaCl溶液中的应力腐蚀断裂敏感性,无论哪一种热处理状态的 7075铝合金在极化电位下的ISSRT均明显高于腐蚀电位下的ISSRT。同时,有阴极极化时ISSRT值随电极极化增强而减小,阳极极化时ISSRT值有随电极极化增强而增大的趋势。但不同热处理状态的 7075铝合金受极化电位的影响程度不同。由此认为,阳极溶解和氢效应都是导致 7075铝合金应力腐蚀开裂的重要因素,电化学保护方法并不适用于 7075铝合金应力腐蚀断裂的防护。

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。

热处理对2519铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响

通过慢应变速率拉伸测试、扫描电镜及透射电镜分析等研究了2519铝合金在T6、T8热处理状态下,在空气和3.5%(质量分数)的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,研究了应变速率对2519铝合金SCC行为的影响。结果表明:同一热处理状态下,2519铝合金在3.5%的NaCl溶液中应力腐蚀开裂敏感性高于干燥空气中;在应变速率为1.33×10-5s-1时,其SCC敏感性比应变速率为6.66×10-5s-1时的敏感性大;同一应变速率下,T6状态比T8状态SCC敏感性大,T8状态时抗应力腐蚀性能比T6状态时好。

X80管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀开裂

采用电化学动电位扫描技术、慢应变速率拉伸(SSRT)试验和扫描电镜观察研究了X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的应力腐蚀行为.电化学实验结果显示,X80管线钢及焊接接头在NS4溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征.SSRT试验结果表明,随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显变小,X80管线钢及焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性增加,应力腐蚀断口呈现穿晶准解理特征.施加相同外加电位时,焊接接头较母材的应力腐蚀敏感性增加,其断裂位置全部落在焊缝或HAZ处.

Cl^-浓度对超级13Cr油管钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的抗拉强度、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Cl-浓度对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果显示:当NaCl溶液浓度低于15%时,超级13Cr油管钢应力腐蚀的程度较轻,抗应力腐蚀开裂性能较好;而当NaCl溶液浓度大于25%时,其应力腐蚀的程度严重,抗应力腐蚀开裂性能较差;随溶液Cl-浓度的增大,超级13Cr油管钢的力学性能降低、抗SCC性能降低、应力腐蚀开裂的倾向增大、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增大的趋势更明显;Cl-浓度对超级13Cr油管钢塑性的影响比对其抗拉强度的影响更显著。

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。

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。

外加电位对X80钢在玉门土壤模拟溶液中应力腐蚀的影响

采用慢应变速率拉伸实验研究X80钢在土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性。以玉门地区的碱性土壤为基础,分析不同电位对应力腐蚀的影响。用扫描电镜对断口及二次裂纹形貌进行观察。结果表明:阳极电位下X80钢应力腐蚀敏感性不高。高阳极电位下,阳极溶解在一定程度上抑制了应力腐蚀。阳极电位较弱以及开路电位下,阳极溶解较弱,裂尖和其他表面存在溶解性差异,这些因素有利于裂纹扩展。但是较慢的溶解速率以及相对高的应变速率使得裂纹没有足够时间发生有效扩展,应力腐蚀敏感性仍然较低。当外加阴极电位时,裂尖发生阳极溶解而其他位置受到阴极反应抑制,应力腐蚀敏感性增加。随着阴极电位降低,不断增加的氢影响裂纹萌生和扩展,应力腐蚀敏感性随外加电位的降低而增大。

LC4高强铝合金的慢应变速率拉伸试验

采用慢应变速率拉伸 (SSRT)技术测试了LC4铝合金在空气和质量分数为 3.5 %的NaCl溶液中的应力腐蚀断裂 (SCC)行为 .研究了应变速率对铝合金SCC行为的影响和氢在LC4高强铝合金应力腐蚀断裂过程中的作用 .试验结果表明 ,LC4合金具有SCC敏感性 ,在潮湿空气中发生应力腐蚀断裂 ,而在干燥空气中不发生应力腐蚀断裂 .对于长横取向的LC4铝合金试样 ,在应变速率为 1.331× 10 6s 1时 ,其SCC敏感性比应变速率为 6 .6 5 5× 10 6s 1时的敏感性大 .在潮湿空气和阳极极化条件下 ,铝合金的应力腐蚀断裂机理是以阳极溶解为主 ,氢几乎不起作用 .在预渗氢或阴极极化条件下 ,氢脆起主要作用 ,预渗氢时间延长可加速LC4合金的应力腐蚀断裂 .

电化学极化对2D12铝合金应力腐蚀断裂敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸应力腐蚀试验方法评价了高强度铝合金2D12/T4的应力腐蚀敏感性,研究了电化学极化对其应力腐蚀敏感性的影响。结果表明2D12铝合金具有一定的应力腐蚀敏感性,阳极极化对2D12铝合金应力腐蚀敏感性的影响要比阴极极化显著。2D12铝合金的应力腐蚀开裂机制以阳极溶解为主。

N80钢在地层水中的应力腐蚀行为研究

分别在空气和地层水两种环境中进行了不同应变速率下N80钢的慢应变拉伸（SSRT）实验,并进行了断口电镜扫描分析。研究发现,N80钢在空气中断口为均匀的韧窝,呈韧性断裂；而在地层水中,出现了晶间断裂,显示出应力腐蚀断裂（SCC）的敏感性,力学性能明显降低,并受到应变速率与温度的共同影响。试片腐蚀率实验结果表明,在应力作用下的N80钢腐蚀速率比无应力状态下高12%,而添加适当的缓蚀剂可以减缓N80钢的应力腐蚀,缓蚀率为38%～43.2%,同时力学性能有所改善。

激光冲击对X80管线钢焊接接头应力腐蚀的影响

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行了表面改性处理,通过慢拉伸试验分析了X80管线钢焊接接头在NACE溶液(不含H2S和含饱和H2S)的H2S应力腐蚀开裂(SCC)行为,研究了经激光冲击处理后焊接接头表面细化的晶粒和残余应力对H2S应力腐蚀的影响机理.结果表明:激光冲击处理可改善焊接接头的表面质量,形成强化层,产生晶粒细化和残余压应力,获得细小均匀的针状铁素体组织,因大量晶粒承受氢压,可显著提高材料的临界应力值。应力腐蚀敏感指数ISCC比原始状态下降了5.84%,提高了X80管线钢焊接接头抗SCC的性能.激光冲击处理使X80管线钢焊接接头表面粗糙度有所上升,在一定程度上又降低了X80管线钢焊接接头SCC抗力.

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。