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《中北大学》 2008年
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低合金高强度钢应力腐蚀研究

潘保武  
【摘要】: 针对军事装备日常维护中发生腐蚀的现象,以埋地管线应力腐蚀事故为背景,首次采用含水土壤(真实土壤+去离子水)对API X60钢进行了应力腐蚀规律的研究。采用无缺口拉伸试样进行慢应变速率拉伸实验(SSRT),研究了X60钢在含水土壤中的应力腐蚀规律。为了探讨氢在X60钢应力腐蚀中的作用,采用电化学方法研究了氢在钢中的扩散规律,建立了充氢电流与X60钢中可扩散氢浓度间的定量关系。同时,对常规兵器材料30CrMnSiA钢的氢致应力腐蚀进行了初步的研究,为未来的军事装备的腐蚀与防护研究提供了理论依据。 1.ε≤4.2×10-7/s,API X60钢光滑试样在含水土壤中慢拉伸时能发生穿晶应力腐蚀,应力腐蚀敏感性为Iδ=35%(ε=4.2×10-7/s)和Iδ=20%(ε=8.3×10-8/s)。 2.API X60钢恒载荷试样在含水土壤中能发生应力腐蚀,其门槛应力强度因子KISCC=0.73 KC,其中KC为薄试样的平面应变断裂韧性。 3.API X60钢在含水土壤中SCC敏感性随外加电位的降低而升高,即阳极极化降低SCC敏感性,而阴极极化则升高SCC敏感性,并且电位差ΔE愈大,影响愈明显。 4.API X60钢在含水土壤中腐蚀过程引起的附加应力σa随外加电位的降低而升高,即阳极极化使σa略为下降,但阴极极化则明显升高。 5.API X60钢在不同外电位的土壤中SCC时,其应力腐蚀敏感性Iδ随附加应力σa的升高而升高。 6.API X60钢在充氢溶液(0.5mol/L H2SO4+0.25g/L As2O3)中充氢时,可扩散氢浓度(C0)与充氢电流的方根( i )呈线性关系,即C0=-1.58+1.56 i。 7.在mV阴极极化条件下,土壤中水溶液里的氢原子有向API X60钢中扩散的趋势。当mV时,氢原子向未充氢的X60钢中扩散的浓度可达到与5mA/cm2预充氢浓度相当水平。 8.在阴极极化条件下,氢浓度对API X60钢附加应力的产生有较明显的作用;而在阳极极化条件下,氢浓度对附加应力的影响作用则几乎看不到了。 9.30CrMnSiA钢在0.5mol/L H2SO4+0.25g/L As2O3中溶液充氢,可扩散氢浓度C0随充氢电流i的增加而增加。 10.30CrMnSiA钢的冲击韧性随钢中可扩散氢浓度C0的增加而降低。当C0≥0.42×10-4%,其冲击韧性不再随氢浓度增加而降低。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG172.9

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