电解渗氢对6061-T6铝合金拉伸性能和断裂过程的影响

通过电解渗氢试验,研究了电流密度与渗氢时间对6061-T6铝合金拉伸性能及断裂过程的影响。结果表明:在电解渗氢过程中,氢原子在6061-T6铝合金试样表面氧化层吸附,这部分氢原子可在150℃以下发生低温脱附;氢原子还向合金内部扩散,在位错或晶界等位置偏聚,导致Al晶格畸变,这部分氢原子的脱附温度要高得多;随着电流密度的增大与渗氢时间的延长,6061-T6铝合金试样渗氢层深度逐渐增大,强度及塑性逐渐降低,准解理断口比例逐渐增大;电解渗氢后6061-T6铝合金的塑性指标下降明显。

电解渗氢对N18和Zr-4合金板材中氢化物的影响

以国产N18合金板材和商用Zr-4合金板材作为研究对象,采用电解渗氢的方法引入氢化物,并采用金相显微镜探索渗氢时间对其形貌、数量和分布的影响规律。结果表明电解渗氢后N18和Zr-4合金板材TD面和RD面上的氢化物形貌及分布基本相同,呈条带状均匀分布,条带方向基本均与ND面平行。此外,N18和Zr-4合金板材中的氢化物数量均随着电解渗氢+均匀化退火循环次数的增加而显著增加。分析表明电解渗氢过程中N18和Zr-4合金板材中氢化物的形貌、数量和分布上的差异可能是由于它们的合金成分、织构和第二相类型的综合作用所导致的。

电解渗氢与低周疲劳对6061-T6Al合金力学性能的影响

采用电解渗氢与低周疲劳结合的方法,模拟研究Ⅲ型储氢瓶内胆用6061-T6Al合金在高压氢气环境与快速充放氢气过程中力学性能的变化规律,为储氢气瓶长期服役安全可靠性评价提供数据支持。结果表明:在电解渗氢过程中,部分H原子吸附在Al合金表面及表面氧化层中,部分H原子溶入Al合金晶格或晶界处,导致6061Al合金强度及塑性降低,且对合金塑性的影响更加明显。低周疲劳导致6061Al合金屈服强度、拉伸强度与屈强比上升,塑性下降,且随着σ_(max)的增大,拉伸断面上呈现更多的脆性断裂特征。在低周疲劳与电解渗氢共同作用下,6061Al合金强度小幅增大,塑性持续降低,且随着σ_(max)的增加,塑性下降幅度增加,拉伸断面准解理断裂特征愈加显著,服役可靠性明显降低。

汽车用SP700钛合金电解渗氢研究

为了提高汽车用SP700(Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe)钛合金的机械性能,利用电解渗氢的方式,在酸性环境下(1N H2SO4),探讨法拉第效应、时间、添加剂及温度对汽车用SP700钛合金的渗氢效果,并对试验现象进行详细研究。研究表明:汽车用SP700钛合金在室温(25℃)下,溶液中添加As2O30.1g/L,在短时间和大电流密度下,电解渗氢12 h渗氢效果最佳。

锆合金电解渗氢工艺及组织演变研究

对新型Zr-Sn-Nb系SZA-4锆合金管材进行电解渗氢处理,研究了渗氢时间对SZA-4锆合金吸氢量和氢化物类型及分布的影响规律,以及均匀化退火对氢化物类型及分布的影响规律。结果表明,随着电解渗氢时间延长,SZA-4错合金管材的吸氢量增加,吸氢量与渗氢时间之间符合抛物线关系。显微组织分析表明,锆合金电解渗氢后在样品表面形成一层氢化物层,而内部仍为锆合金基体。随着渗氢时间延长,该氢化物层的厚度增加。对氢化物层的相结构分析表明,渗氢时间较短时,氢化物层由δ-ZrH1.66相组成;随着渗氢时间延长,氢化物层中的δ-ZrH1.66相含量增加;渗氢24h后,氢化物层由ε-ZrH1.801相和δ-ZrH1.66相组成。对渗氢试样400℃/6h均匀化退火处理后,发现氢化物层厚度进一步增加,且在样品内部沿周向有条状氢化物析出。相结构分析显示,此时氢化物层中ε-ZrH1.801相消失,原来的δ-ZrH1.66氢化物转变为δ-ZrH1.5氢化物。而经400℃/96 h均匀化退火处理后,氢化物层消失,细小条状氢化物均匀分布于试样中。

X60、X70管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的对比研究

目的开展电解渗氢管线钢及其焊接接头显微组织和力学性能研究,为掺氢天然气管线服役安全可靠性评估提供支持。方法X60、X70管线钢及其焊接接头试样在100mA/cm^(2)下进行24h电解渗氢后,开展有、无渗氢情况下相关试样的显微组织结构、氢热脱附、拉伸力学性能与断口形貌测试分析,揭示渗氢对X60、X702种管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的影响规律。结果X60及X70管线钢以细小多边形铁素体为主,其焊缝和热影响区以粗大的粒状或板条贝氏体为主。相对于X70管线钢,其焊接接头具有更高的氢渗透性和稳定性。渗氢导致X60、X70管线钢及其焊接接头试样的强度与塑性降低,渗氢X70焊接接头力学性能衰减最为明显,拉伸断口呈准解理断裂特征。结论X70管线钢的氢脆敏感性高于X60管线钢,管线钢焊接接头的氢脆敏感性高于母材。

Ti-Al-Zr合金的氢致脆性研究

为了研究氢进入钛合金试样后对其力学性能的影响,探索氢在钛合金中的行为,本文用电解渗氢方法对Ti-Al-Zr合金进行了渗氢处理,得到了不同含氢量的试样.在室温下进行了试样的拉伸、冲击实验.结果表明,试样渗氢后的强度得到不同程度的提高,这是固溶强化的结果;试样的塑性随氢含量的提高而下降,当氢含量达到～1200μg/g时,塑性损失达到25%;试样的冲击韧性随氢含量的提高而下降,试样中氢含量达到～300μg/g时,冲击韧性下降～80%,试样已基本上呈脆性.使用SEM研究了渗氢样品的断口形貌后发现,拉伸试样中只有少量二次裂纹,而冲击试样有大量二次裂纹产生,并伴有准解理特征.

Zr-2.5Nb合金板材吸氢行为研究

采用电解法对Zr-2.5Nb合金板材进行渗氢,研究不同时间渗氢后试样的吸氢特性;运用X射线衍射仪和金相显微镜对渗氢及热处理后试样的物相结构和显微组织及氢化物分布特征进行分析,并利用LECORH600红外吸收氢测量仪对试样吸氢量进行定量分析。结果表明,合金吸氢后试样表面形成一层氢化物膜,氢化物膜主相为ZrH1.66,氢化物膜厚随着渗氢时间的延长而逐渐增加;合金试样中氢化物呈片状并沿平行板材轧制方向分布,且氢化物随试样吸氢量的增加有聚集生长的趋势,试样的吸氢量随渗氢时间呈抛物线型变化。

塑性变形对氢在钢中扩散行为的影响

用阴极电解渗氢法研究了塑性变形对低碳钢中溶氢和逸氢过程的影响．结果表明：氢的溶解扩散系数比逸出扩散系数大，且随着塑性变形量的增大，溶氢时扩散系数增大，逸氢时的扩散系数减小．电解渗氢量大于逸氧量，使钢中存在不能扩散的残余氢，且随变形量的增加。

异种金属和镀层金属的焊接

用甘油法测定了从日本进口的CM-9Cb焊条、国内新研制的T91专用焊条以及R317焊条熔敷金属中的扩散氢含量。通过阴极电解渗氢和定载延迟开裂试验,

第二相对Zr-Sn-Nb系锆合金吸氢性能的影响

对2种新型Zr-Sn-Nb系锆合金(SZA-4和SZA-6)管材和传统Zr-4合金管材在电解渗氢条件下的吸氢性能及机制进行了研究。结果表明,在供货状态下,SZA-4锆合金管材的吸氢倾向高于SZA-6锆合金管材,但经过完全再结晶退火处理后发现,SZA-4锆合金管材的吸氢倾向降低,而SZA-6锆合金管材的吸氢倾向增加,并且SZA-6锆合金管材的吸氢倾向反而高于SZA-4锆合金管材。与传统Zr-4合金管材相比,完全再结晶退火态的SZA-4和SZA-6锆合金管材在电解渗氢条件下的吸氢倾向均高于Zr-4合金管材。SZA-4和SZA-6锆合金管材吸氢倾向的变化与其内部析出的第二相有关。大量fcc结构的(Zr, Nb)2Fe第二相析出是导致完全再结晶退火态SZA-6锆合金吸氢倾向增加的主要原因。

不同氢化物取向的Zr-4管材制备方法研究

电解渗氢制备氢含量分别为140±20 ppm(1 ppm=1μg/g)和260±20 ppm的Zr-4管材,通过加载高压气体使管材发生氢化物应力再取向效应,最终获得不同氢化物取向的Zr-4管材。结果表明:以电解参数为105 mA/cm^2×2 h和110 mA/cm^2×(4 h+50 min)进行电解后可分别获得氢含量为140±20 ppm和260±20 ppm的管材。当温度循环为400～200℃,实际升温和降温速率分别约为10℃/min和0.75℃/min时,通过调节压力和保温时间,仅单次热循环即可获得氢化物取向因子高达0.7的管材。