本文關(guān)鍵詞：X90管線鋼在土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂研究

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【摘要】：本文以高強(qiáng)度X90管線鋼為研究對(duì)象,通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)(SSRT)和腐蝕疲勞試驗(yàn)(CF)等測(cè)試手段,對(duì)其在近中性pH值NS4土壤模擬溶液中進(jìn)行了應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂研究。對(duì)其在近中性環(huán)境中的電化學(xué)行為、應(yīng)力腐蝕(SCC)開(kāi)裂敏感性、硬化行為以及裂紋開(kāi)裂行為等進(jìn)行了分析,討論了在該試驗(yàn)條件下的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,并對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋開(kāi)裂速率進(jìn)行了定量分析。主要結(jié)論如下:電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:靜態(tài)下,X90管線鋼表現(xiàn)出明顯的陽(yáng)極活性溶解特征,開(kāi)路電位E_(op)=-714mV,腐蝕電位E_(corr)=-743.6mV;動(dòng)態(tài)下,E_(op)隨著波動(dòng)載荷次數(shù)N值增大而先增大后持續(xù)減小;N值的增大加速了金屬的陽(yáng)極溶解過(guò)程但抑制了陰極反應(yīng)的過(guò)程,在0≤N500次時(shí),總反應(yīng)由陰極還原反應(yīng)主導(dǎo),當(dāng)N≥500次時(shí),則轉(zhuǎn)變?yōu)橛申?yáng)極溶解反應(yīng)所主導(dǎo),總反應(yīng)表現(xiàn)為以離子傳遞電荷為主導(dǎo)的多步反應(yīng)過(guò)程。SSRT試驗(yàn)結(jié)果表明:在試驗(yàn)條件下SSRT曲線為典型的Round-house型曲線;材料在不同的應(yīng)變區(qū)間存在不同的應(yīng)變硬化指數(shù)n值,總體上母材的n值高于焊縫的,近中性pH值NS4溶液會(huì)導(dǎo)致材料的n值下降。管線鋼母材和焊縫對(duì)近中性NS4溶液具有明顯的SCC敏感性,且焊縫的敏感性高于母材,主要表現(xiàn)為塑性損失和二次裂紋;試樣表面的點(diǎn)蝕坑具有誘發(fā)和促進(jìn)微裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展作用;在空氣中的斷裂機(jī)制為韌窩微孔型韌性斷裂,而在近中性NS4溶液中則表現(xiàn)為韌-脆混合型斷裂機(jī)制。腐蝕疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明:母材在空氣和近中性溶液環(huán)境中的斷口均呈現(xiàn)脆性斷裂特征,斷面均分布有許多二次裂紋,表現(xiàn)為穿晶和沿晶混合開(kāi)裂形式,主要以穿晶開(kāi)裂為主,裂紋開(kāi)裂屬于陽(yáng)極溶解和氫脆的混合機(jī)制;管線鋼SCC裂紋擴(kuò)展對(duì)近中性溶液環(huán)境具有較高的開(kāi)裂敏感性,陽(yáng)極溶解所導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展速率在整個(gè)裂紋擴(kuò)展過(guò)程中貢獻(xiàn)較小;同時(shí),管線鋼在近中性溶液環(huán)境中SCC裂紋擴(kuò)展速率在近門檻區(qū)可用da/dN=4.14×10~(-9)(?K-6.48)~(1.43)來(lái)近似描述,而在裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展區(qū)則可用da/dN=6.80×10~(-10)(?K-8.63)~2來(lái)表示。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG178

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本文編號(hào)：1267266