300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制,采用失重法,宏观、微观腐蚀形貌分析,三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法,来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明:300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe₂O₃、Fe(OH)₃和Fe₃O₄;腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低,腐蚀后期(72 h)腐蚀速率降低50%;腐蚀初期以点蚀为主,点蚀坑通过横向扩展,逐渐发展为后期的均匀腐蚀,腐蚀表面形貌呈沟壑状;外腐蚀层对基体的保护能力很弱,Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

钙离子的浓度对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学测试、扫描电镜、X射线衍射等方法研究了钙离子浓度对X80钢在哈密土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响.在60d浸泡期内,X80钢在不同钙离子浓度模拟溶液中的腐蚀形态均为全面腐蚀,腐蚀产物都为B-FeOOH;X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率随钙离子浓度的降低而呈逐渐增大的趋势.在180d浸泡期内,在钙离子浓度为63.5mmol·L^-1的模拟溶液中,钙盐随时间的增加在X80钢基体表面不断结晶析出;钙盐层有效阻碍了溶解氧的迁移,并促进其覆盖区域下形成氧浓差电池,最终导致基体表面点蚀的萌生.同时,在内层腐蚀产物表面连续析出的钙盐层的致密性也随时间不断得到改善,在一定程度上起到了抑制氯离子和溶解氧对基体的侵蚀作用,X80钢的全面腐蚀逐渐减缓.     

稀土对高强耐蚀钢中夹杂物的影响

随着油气田开采条件的不断恶化,深层含H₂S油气层的开发日益增多,油气管的腐蚀失效问题逐渐突出。非金属夹杂物是导致油气管抗氢性能和抗硫化物应力腐蚀性能下降的主要因素之一,而稀土具有调控钢中夹杂物特性的能力。为此基于工业生产试验,通过系统取样、SEM-EDS检测、热力学计算等手段研究了Ce-La稀土合金对铝脱氧钙处理工艺下的110级石油套管钢中夹杂物的影响规律,并与不加稀土的工艺进行了对比。研究结果表明,不加稀土的生产工艺钢中夹杂物主要为Ca-Al(-Mg)-O、Ca-Al(-Mg)-O+CaS、CaS和TiN类型,而加Ce-La合金(La、Ce添加量(质量分数)分别为0.013 9%、0.027 8%)后的夹杂物主要为Ce-La-O(-S)、Ce-La-O(-S)+CaS、Ce-La-P-As和TiN类型,其中前两类既可以在当前钢水条件下直接生成,也可对钢水中钙铝酸盐夹杂物改性获得;Ce-La-P-As和TiN类型的夹杂物主要在钢水凝固过程中产生。热力学计算表明,加稀土后钢中夹杂物的演变顺序为Inc_liq(Ca-Al-O)→CaS+Inc     

高强韧性双相钢的研究与开发应用前景

介绍了一种拳兴的具有高强声望生的钢一双相钢的国外外研究和应用状况，阐述了双相钢的显微组织特征、高韧塑性机理及综合机械性能的特点，提出了对我国加速开发、研制、生产双相钢的建议。     

低温盐浴渗氮对Custom 465钢耐蚀及耐磨性的影响

为了提高Custom 465马氏体沉淀硬化不锈钢的耐磨性,分别在440、480和520℃对580℃时效后的样品进行了2 h的盐浴渗氮,使用显微硬度计、X射线衍射仪、电化学工作站、球盘式摩擦磨损仪、表面轮廓仪、扫描电镜等设备,研究渗氮温度对Custom 465钢表面物相、硬度、渗层显微形貌、耐蚀性及耐磨性的影响.随着渗氮温度升高,耐蚀性逐渐降低,但表面硬度增加,520℃处理后表面硬度增大到1240 HV,较未处理试样的400 HV明显上升,渗层厚度达到22μm.440℃渗氮后表面物相为氮在马氏体基体中过饱和的α'_N,点蚀电位降低约60 m V;480℃时有少量CrN相析出,引起点蚀电位降低约180 mV,同时磨损体积下降约43%;520℃时CrN相的含量明显升高,自腐蚀电位降低约70 mV,无明显的稳态钝化区,磨损体积降低82%,减磨效果明显.     

夹杂对高强钢超高周疲劳行为的影响

概述了夹杂对高强钢超高周疲劳行为影响研究的进展,探讨了临界夹杂尺寸和零夹杂钢的疲劳特性,得出夹杂尺寸对S-N曲线特性的影响.建议采用新的统计方法评估钢中夹杂尺寸、分布及其对疲劳强度的影响.     

温度对13Cr不锈钢在高 CO2 分压环境中腐蚀行为的影响

通过高温高压电化学测试,获得不同实验温度下13Cr不锈钢的循环伏安曲线、交流阻抗谱和Mott-Schottky曲线,结合ZSIMPWIN软件和扫描电子显微镜分析,研究高温高CO2分压环境下,温度对13Cr不锈钢腐蚀电化学行为的影响.在高温高CO2分压环境下,随温度升高,13Cr不锈钢发生腐蚀的倾向增加,表面钝化膜稳定性下降,点蚀敏感度增加.     

合金元素对高强耐候钢耐大气腐蚀行为的影响

为了考察氧含量对钢耐蚀性能的影响,冶炼了不同氧含量（质量分数在20×10⁻⁶～200×10⁻⁶范围）的碳钢和耐候钢. 通过扫描电镜夹杂物分析、极化实验、全浸实验等方法研究了钢中夹杂物类型、形态、数量、尺寸等随氧含量变化而变化的规律,以及对耐蚀性能的影响. 结果表明,随着钢中氧含量逐渐增大,钢中夹杂物由长条状MnS、Al₂O₃向颗粒状硅酸盐转变,夹杂物总数量、平均尺寸逐渐增大,譬如氧质量分数从20×10⁻⁶、60×10⁻⁶增大到195×10⁻⁶时,MnS数量占比从69.9%、23.7%减少到5.8%,硅酸盐数量占比从3.4%、54.9%增大到73.2%,夹杂物总面积分数从0.01%、0.04%增大至0.25%,等效圆直径从0.78 µm、1.15 µm增大至4.65 µm;点蚀电位呈升高趋势,整体升高40 mV左右;腐蚀速率先下降又回升,遵从三次函数变化规律,其中氧质量分数从20×10⁻⁶～30×10⁻⁶增大到60×10⁻⁶,碳钢腐蚀速率降低53%,耐候钢腐蚀速率降低24%,耐蚀性均提高. 分析认为,氧质量分数在20×10⁻⁶～100×10⁻⁶范围,易诱发腐蚀的长条状硫化物减少以及固溶氧增多而引起基体电位升高的共同作用导致在全浸腐蚀环境下钢的耐蚀性增强;氧质量分数在100×10⁻⁶～200×10⁻⁶范围,夹杂物的数量急剧增多使得钢的耐腐蚀性降低. 适当增大氧含量,可开发经济型耐腐蚀钢.

     

镍含量对高强耐候钢组织与性能的影响

针对铁路高强耐候钢的特点,本文通过调整钢中的镍含量,研究了耐候钢组织和性能的变化规律.结果表明:增加钢中的镍含量,耐候钢的组织由铁素体+珠光体向铁素体+贝氏体+珠光体转变,耐候钢的屈服强度和拉伸强度有所降低,延伸率有所提高,并且实验钢的年腐蚀速率降低,高Ni含量的耐候钢极化阻力为394(Ω·cm-2),而低Ni含量的耐候钢极化阻力为602(Ω·cm-2).     

合金元素对双相不锈钢2101耐点蚀性能的影响

研究了合金元素对双相不锈钢2101耐点蚀性能的影响规律。结果显示,2101系列合金的浸泡点蚀腐蚀速率在1.9～7.0 g/（m^2.h）之间,与304不锈钢在同一数量级;Mo是提高2101系双相不锈钢耐腐蚀性的关键元素,而N对耐腐蚀性的影响不大;点蚀起源和Thermo-Calc计算结果显示2101成分体系中,铁素体相是耐点蚀性较弱相,提高铁素体相耐蚀性是提高合金整体耐蚀性的关键;当Cr含量固定在21.5%时,Mo作为铁素体形成元素将在铁素体相中富集,提高铁素体相的耐点蚀性能,从而提高合金整体耐蚀性。     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl^-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.     

预变形和烘烤对超高强度冷轧钢板二次变形特性的影响

以两种强度均在980MPa以上的超高强钢为研究对象,研究预变形和烘烤对不同马氏体含量钢的力学行为和断裂方式的影响。结果表明,随着预应变量的增加,两种试验用钢的烘烤硬化值均先增加,当达到最高点后又发生转折、下降;弯曲—烘烤—二次弯曲试验表明,在较大的预变形条件下,二次弯曲性能下降;超高强钢经较大的预变形和烘烤后,屈强比大大提高,延伸率明显下降;断口分析发现,在预应变量不同的情况下,烘烤后的拉伸断口明显不同,较大的预应变量对应的断口韧窝较浅,局部解理微区较多,尺寸也相对较大。     

高强度海工钢中腐蚀活性夹杂物与耐海水腐蚀性能研究

利用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察和分析不同厚度(12和35.5 mm)的EH36钢板中腐蚀活性夹杂物的形貌和尺寸分布;使用X射线能谱仪(EDS)分析腐蚀活性夹杂物的成分;采用电化学腐蚀和室内模拟海水加速腐蚀实验分析EH36钢板的耐腐蚀性能.结果表明:活性夹杂物主要成分为Al、Mg复合氧化物,组成主要...     

夹杂物对Cr-Ni系高强度钢耐蚀性能的影响

对比研究了2种Cr-Ni系高强度钢在人造海水条件下耐蚀性能差异,采用ASPEX自动扫描电镜分析了钢中夹杂物种类、数量和分布,利用金相显微镜对夹杂物引发腐蚀的过程开展了原位分析,并利用扫描电镜(SEM),观察了腐蚀后样品的微观形貌。全浸腐蚀实验结果表明,A钢虽然合金含量较高,但其腐蚀速率要大于B钢;夹杂物分析及其原位腐蚀实验研究表明,B钢通过Ca处理获得了良好的夹杂物改性效果,将钢中对耐蚀性提高不利的MnS夹杂物改性为CaS复合夹杂物,降低了B钢的点蚀敏感性,提高了B钢的耐蚀性能。     

超级13Cr在H2S和CO2共存环境下的腐蚀行为影响研究

对CO2和H2S共存环境中95 ksi钢级超级13Cr钢的腐蚀行为进行了研究,发现常温条件下H2S和CO2共存环境中,无论是采用恒载荷的方法还是四点弯曲的方法,都在试样的表面出现了局部腐蚀,而在高温条件下未发生点蚀和应力腐蚀现象。分析结果表明,95 ksi钢级的超级马氏体不锈钢在常温H2S和CO2共存环境中出现的局部腐蚀主要是因为夹杂物在应力集中和酸性溶液的作用下形成点蚀,并沿着相同应力水平的区域扩展,局部腐蚀增加了应力腐蚀开裂的敏感性。