05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼應(yīng)力腐蝕性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-09-02 15:17
海洋油氣資源的勘探和開發(fā)對(duì)油氣管道的里程和輸送能力提出了更高的要求。油氣管道作為保障國家石油和天然氣供應(yīng)的“能源高速公路”長(zhǎng)期工作于含有大量的腐蝕性氯離子、微生物等極端復(fù)雜的海洋環(huán)境,因此管線鋼的腐蝕問題不可避免。05Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼（17-4 PH）廣泛使用于海洋管道的結(jié)構(gòu)部件,其安全性對(duì)油氣管線安全運(yùn)行具有重要的意義。設(shè)計(jì)了單級(jí)時(shí)效、雙級(jí)時(shí)效和調(diào)整處理3種熱處理工藝。通過光學(xué)顯微鏡（OM）和透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)顯微組織進(jìn)行了觀察分析,結(jié)果表明顯微組織主要由回火馬氏體和少量鐵素體和殘余奧氏體組成。單、雙級(jí)時(shí)效處理試樣中呈現(xiàn)出顯著的不均勻性并含有大量淬火馬氏體和回火馬氏體,板條狀馬氏體明顯。調(diào)整處理試樣組織中馬氏體均勻細(xì)小,層片狀位向關(guān)系明確且有大量細(xì)小沉淀相。采用極化曲線、交流阻抗譜（EIS）等電化學(xué)方法研究了不同熱處理后試樣的耐腐蝕性能差異。結(jié)果表明,雙級(jí)時(shí)效試樣的腐蝕電位(Ecorr)最小,為-418.26 mV,腐蝕電流密度(Icorr)最大,為1.18×10-55 A/cm
【文章來源】：遼寧石油化工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
7-4PH不銹鋼的熱處理工藝(a)單級(jí)時(shí)效(b)雙級(jí)時(shí)效(c)調(diào)整處理(C)
05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼應(yīng)力腐蝕性能研究12熱處理后的拉伸試樣經(jīng)砂紙逐級(jí)打磨（80#至2000#），丙酮除油并用去離子水沖洗，干燥后備用。電化學(xué)試樣首先由砂紙逐級(jí)打磨，后經(jīng)機(jī)械拋光，采用CuSO4(2g)+HCl(10mL)+去離子水(10mL)配比而成的溶液浸蝕試樣后在光學(xué)顯微鏡(LeicaDMI5000M)上進(jìn)行組織觀察。透射試樣在HClO4(100ml)+C2H5OH(900ml)溶液中經(jīng)電解雙噴儀(StruersTenuPol-5)減薄后采用透射電子顯微鏡(TEM,JOELJEM-2100F)進(jìn)一步觀察試樣的微觀結(jié)構(gòu)。通過掃描電子顯微鏡(SEM,HITACHISU8000)觀察拉伸試樣的斷口組織與不同斷裂方向下的裂紋。圖2.2LeicaDMI5000M型光學(xué)顯微鏡Fig.2.2LeicaDMI5000MOpticalMicroscope電化學(xué)測(cè)量在Parstat2273電化學(xué)工作站進(jìn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)三電極體系：輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極，工作電極為不同熱處理狀態(tài)的不銹鋼試樣。電極實(shí)驗(yàn)面為10mm10mm，非實(shí)驗(yàn)面用環(huán)氧樹脂封裝。預(yù)先進(jìn)行開路電位測(cè)試，時(shí)長(zhǎng)為1h。待穩(wěn)定后，開始交流阻抗測(cè)定，測(cè)量頻率范圍為10mHz~100kHz，擾動(dòng)電位10mV。測(cè)定數(shù)據(jù)使用ZsimpWin軟件分析擬合。極化曲線測(cè)定以20mV/min的掃描速度從負(fù)于腐蝕電位(Ecorr)200mV開始，到-200mV結(jié)束。測(cè)定數(shù)據(jù)使用Cview2軟件分析擬合。
遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.3電化學(xué)測(cè)試試樣示意圖Fig.2.3Schematicdiagramofelectrochemicaltestsample圖2.4PARSTAT2273電化學(xué)工作站Fig.2.4PARSTAT2273electrochemicalworkstation模擬海水溶液是配制的pH為7.5的3.5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù),wt%)NaCl溶液。含SRB的模擬海水中使用的SRB菌是Desulfovibrio型，并且在美國石油協(xié)會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)基I：0.5g/LNa2SO4，1g/LNH4Cl，0.5g/LK2HPO4，0.1g/LCaCl2，2g/LMgSO4·7H2O，1g/L，1g/L酵母粉和3.5g/L乳酸鈉；培養(yǎng)基II：0.1g/L抗壞血酸，0.1g/L保險(xiǎn)粉和0.1g/L硫酸亞鐵銨。用5%NaOH調(diào)節(jié)培養(yǎng)基I的pH值至7.5，通過用純氮?dú)夤呐?.5h使無菌溶液脫氧。用壓力蒸汽滅菌鍋在121℃保溫15分鐘以進(jìn)行高壓滅菌并空氣冷卻至25℃，冷卻后加入經(jīng)紫外線滅菌的培養(yǎng)基II，完成培養(yǎng)基配制。接菌時(shí)，將預(yù)先準(zhǔn)備好的菌液放在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)(30±2℃)活化30分鐘。將活化后的SRB菌株轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中并在30℃的培養(yǎng)箱中密封5天使菌充分生長(zhǎng)。按照海水中SRB的實(shí)際含量，將充分生長(zhǎng)的50ml的菌液，接種到950ml的模擬海水溶液中。所有SRB接種操
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高Cl-環(huán)境對(duì)M152和17-4PH高強(qiáng)鋼應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響[J]. 吳偉,郝文魁,李曉剛,鐘平,董超芳,劉智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[2]外加電位對(duì)X90鋼及其焊縫在近中性土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕行為的影響[J]. 苑洪鐘,劉智勇,李曉剛,杜翠薇. 金屬學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]油田水中陰離子及溫度對(duì)P110鋼腐蝕電化學(xué)行為的協(xié)同影響[J]. 鄧倩,王雅嬋,何維,王煦. 材料保護(hù). 2017(05)
[4]碳鋼油氣輸送管道不同沉積物下的腐蝕行為[J]. 喻能,高繼峰,張國安,邱于兵,郭興蓬. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]時(shí)效對(duì)17-4PH馬氏體不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕性能的影響[J]. 龐慧芳,付雪松,楊思澤,包翠敏,周文龍. 金屬熱處理. 2015(03)
[6]熱處理對(duì)17-4PH馬氏體不銹鋼顯微組織及性能的影響[J]. 鄧德偉,陳蕊,田鑫,王冬穎. 金屬熱處理. 2013(04)
[7]應(yīng)變速率對(duì)X80管線鋼應(yīng)力腐蝕的影響[J]. 程遠(yuǎn),俞宏英,王瑩,孟旭,孫冬柏. 材料工程. 2013(03)
[8]馬氏體不銹鋼熱處理及其拉伸性能[J]. 劉瑞良,閆牧夫,喬英杰,傅宇東,王玲玲. 金屬熱處理. 2013(02)
[9]17-4PH不銹鋼熱處理工藝[J]. 張敏,褚巧玲. 金屬熱處理. 2012(09)
[10]熱處理對(duì)17-4PH不銹鋼組織和性能的影響[J]. 杜大明,汪洋,白小波. 熱處理技術(shù)與裝備. 2012(01)
博士論文
[1]X70鋼在模擬深海環(huán)境中腐蝕及應(yīng)力腐蝕行為研究[D]. 楊子旋.北京科技大學(xué) 2018
本文編號(hào)：3379245
【文章來源】：遼寧石油化工大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
7-4PH不銹鋼的熱處理工藝(a)單級(jí)時(shí)效(b)雙級(jí)時(shí)效(c)調(diào)整處理(C)
05Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼應(yīng)力腐蝕性能研究12熱處理后的拉伸試樣經(jīng)砂紙逐級(jí)打磨（80#至2000#），丙酮除油并用去離子水沖洗，干燥后備用。電化學(xué)試樣首先由砂紙逐級(jí)打磨，后經(jīng)機(jī)械拋光，采用CuSO4(2g)+HCl(10mL)+去離子水(10mL)配比而成的溶液浸蝕試樣后在光學(xué)顯微鏡(LeicaDMI5000M)上進(jìn)行組織觀察。透射試樣在HClO4(100ml)+C2H5OH(900ml)溶液中經(jīng)電解雙噴儀(StruersTenuPol-5)減薄后采用透射電子顯微鏡(TEM,JOELJEM-2100F)進(jìn)一步觀察試樣的微觀結(jié)構(gòu)。通過掃描電子顯微鏡(SEM,HITACHISU8000)觀察拉伸試樣的斷口組織與不同斷裂方向下的裂紋。圖2.2LeicaDMI5000M型光學(xué)顯微鏡Fig.2.2LeicaDMI5000MOpticalMicroscope電化學(xué)測(cè)量在Parstat2273電化學(xué)工作站進(jìn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)三電極體系：輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極，工作電極為不同熱處理狀態(tài)的不銹鋼試樣。電極實(shí)驗(yàn)面為10mm10mm，非實(shí)驗(yàn)面用環(huán)氧樹脂封裝。預(yù)先進(jìn)行開路電位測(cè)試，時(shí)長(zhǎng)為1h。待穩(wěn)定后，開始交流阻抗測(cè)定，測(cè)量頻率范圍為10mHz~100kHz，擾動(dòng)電位10mV。測(cè)定數(shù)據(jù)使用ZsimpWin軟件分析擬合。極化曲線測(cè)定以20mV/min的掃描速度從負(fù)于腐蝕電位(Ecorr)200mV開始，到-200mV結(jié)束。測(cè)定數(shù)據(jù)使用Cview2軟件分析擬合。
遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文13圖2.3電化學(xué)測(cè)試試樣示意圖Fig.2.3Schematicdiagramofelectrochemicaltestsample圖2.4PARSTAT2273電化學(xué)工作站Fig.2.4PARSTAT2273electrochemicalworkstation模擬海水溶液是配制的pH為7.5的3.5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù),wt%)NaCl溶液。含SRB的模擬海水中使用的SRB菌是Desulfovibrio型，并且在美國石油協(xié)會(huì)推薦的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)基I：0.5g/LNa2SO4，1g/LNH4Cl，0.5g/LK2HPO4，0.1g/LCaCl2，2g/LMgSO4·7H2O，1g/L，1g/L酵母粉和3.5g/L乳酸鈉；培養(yǎng)基II：0.1g/L抗壞血酸，0.1g/L保險(xiǎn)粉和0.1g/L硫酸亞鐵銨。用5%NaOH調(diào)節(jié)培養(yǎng)基I的pH值至7.5，通過用純氮?dú)夤呐?.5h使無菌溶液脫氧。用壓力蒸汽滅菌鍋在121℃保溫15分鐘以進(jìn)行高壓滅菌并空氣冷卻至25℃，冷卻后加入經(jīng)紫外線滅菌的培養(yǎng)基II，完成培養(yǎng)基配制。接菌時(shí)，將預(yù)先準(zhǔn)備好的菌液放在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)(30±2℃)活化30分鐘。將活化后的SRB菌株轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基中并在30℃的培養(yǎng)箱中密封5天使菌充分生長(zhǎng)。按照海水中SRB的實(shí)際含量，將充分生長(zhǎng)的50ml的菌液，接種到950ml的模擬海水溶液中。所有SRB接種操
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高Cl-環(huán)境對(duì)M152和17-4PH高強(qiáng)鋼應(yīng)力腐蝕開裂行為的影響[J]. 吳偉,郝文魁,李曉剛,鐘平,董超芳,劉智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[2]外加電位對(duì)X90鋼及其焊縫在近中性土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕行為的影響[J]. 苑洪鐘,劉智勇,李曉剛,杜翠薇. 金屬學(xué)報(bào). 2017(07)
[3]油田水中陰離子及溫度對(duì)P110鋼腐蝕電化學(xué)行為的協(xié)同影響[J]. 鄧倩,王雅嬋,何維,王煦. 材料保護(hù). 2017(05)
[4]碳鋼油氣輸送管道不同沉積物下的腐蝕行為[J]. 喻能,高繼峰,張國安,邱于兵,郭興蓬. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]時(shí)效對(duì)17-4PH馬氏體不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕性能的影響[J]. 龐慧芳,付雪松,楊思澤,包翠敏,周文龍. 金屬熱處理. 2015(03)
[6]熱處理對(duì)17-4PH馬氏體不銹鋼顯微組織及性能的影響[J]. 鄧德偉,陳蕊,田鑫,王冬穎. 金屬熱處理. 2013(04)
[7]應(yīng)變速率對(duì)X80管線鋼應(yīng)力腐蝕的影響[J]. 程遠(yuǎn),俞宏英,王瑩,孟旭,孫冬柏. 材料工程. 2013(03)
[8]馬氏體不銹鋼熱處理及其拉伸性能[J]. 劉瑞良,閆牧夫,喬英杰,傅宇東,王玲玲. 金屬熱處理. 2013(02)
[9]17-4PH不銹鋼熱處理工藝[J]. 張敏,褚巧玲. 金屬熱處理. 2012(09)
[10]熱處理對(duì)17-4PH不銹鋼組織和性能的影響[J]. 杜大明,汪洋,白小波. 熱處理技術(shù)與裝備. 2012(01)
博士論文
[1]X70鋼在模擬深海環(huán)境中腐蝕及應(yīng)力腐蝕行為研究[D]. 楊子旋.北京科技大學(xué) 2018
本文編號(hào)：3379245
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