發(fā)布時間：2021-01-15 13:20

　　氫致開裂（HIC）是管線鋼在服役過程中主要失效形式之一,歷來是學者們研究的熱點和難點。本文以管線鋼為研究對象,利用氫滲透、電化學充氫、氫微印以及動態(tài)充氫拉伸等技術,結合金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡/電子背散射衍射（SEM/EBSD）以及透射電子顯微鏡（TEM）,討論了熱處理后不同組織試樣的鐵素體/珠光體（F/P）、鐵素體/滲碳體（F/Fe3C）等界面以及珠光體形態(tài)對氫的捕獲效應和對HIC裂紋擴展方式的影響;探討了不同應變速率下珠光體對管線鋼中氫致裂紋萌生和擴展的影響。結果表明:（1）珠光體體積分數(shù)變化會影響F/P界面和F/Fe3C相界面對氫的捕獲效率。試樣中珠光體體積分數(shù)越大,F/P界面和F/Fe3C相界面越多,不可逆氫陷阱濃度越大,材料的有效氫擴散系數(shù)減小。由于F/P界面附近大量小角度晶界及位錯的存在,導致氫原子加速向F/P界面聚集,使得F/P界面對氫的捕獲效率高于F/Fe3C相界面。（2）不同形態(tài)珠光體對材料氫致裂紋萌生與擴展的影響不同。片層狀珠光體與鐵素體組織之間的界面具有較高的界面能和應力集中,導致氫致裂紋容易在鐵素體/珠光體界面處萌生,并沿著F/P界面擴展;退化珠光體組... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫致開裂（HIC）機理示意圖

武漢科技大學碩士學位論文11第2章實驗材料及方法2.1實驗材料及樣品制備2.1.1實驗材料試驗鋼采用的是實驗室自制的熱軋態(tài)管線鋼鋼板，厚度相對均勻，為20mm，主要化學成分見表2.1。根據(jù)《GB/T228-2002》標準實驗，測得其抗拉強度為455MPa，屈服強度為350MPa。表2.1耐酸管線鋼主要化學成分（wt.%）成分CSiMnCuCrNbTi含量0.0450.2431.150.0920.2490.0380.004在本論文的實驗過程中依據(jù)實驗需要，對樣品進行預處理，并將試樣加工成所需要的尺寸。從試驗鋼板上沿軋制方向縱向切取片狀試樣，取樣方式如圖2.1所示，片狀試樣大小為30mm×20mm×2mm（RD×ND×TD）。圖2.1片狀試樣取樣方式將試樣沿軋向加工成長度為200mm，平行部位加工尺寸為26mm×6mm（RD×TD）的試樣，拉伸試樣的厚度加工成為2mm，樣品尺寸如圖2.2所示。

武漢科技大學碩士學位論文12圖2.2試驗鋼的拉伸試樣尺寸圖2.1.2樣品制備金相樣品制備：在加工好的原始片狀試樣和熱處理后的片狀試樣上切取面積為10mm×10mm（RD×ND），厚度為2mm，制成薄片狀的金相試樣，用以觀察金相組織。TEM樣品制備：在加工好的原始片狀試樣和熱處理后的片狀試樣上切取面積為10mm×10mm（RD×ND），厚度為2mm，然后將厚度打磨至80μm，制作成直徑為1mm的圓片型透射電鏡觀察試樣。EBSD樣品制備：在原始熱軋板上切取10mm×5mm×2mm（RD×ND×TD）的塊狀試樣，鑲嵌好后打磨成15mm×5mm×8mm的塊狀樣品，觀察面為RD×TD，打磨拋光后用振動拋光處理。電化學充氫、氫滲透和氫微印試樣的制備：將上述片狀試樣（尺寸為：30mm×20mm×2mm）兩面打磨至2000#砂紙后拋光，清洗后吹干，將制作好的試樣進行標號，放在干燥皿中保存。拉伸樣品制備：將拉伸試樣兩面用砂紙打磨至2000#，并且最后一道砂紙打磨方向與外加應力方向平行，用酒精沖洗并吹干，放入干燥皿中保存，以備后續(xù)實驗使用。斷口處理：將拉伸后斷口粘在小的金屬方塊側邊，斷口漏出金屬塊表面約1mm，以便于在FE-SEM下觀察斷口形貌特征。對斷口縱截面進行觀察時，將斷口切取10mm，對充氫面用2000#砂紙輕微打磨。拋光腐蝕后，在SEM下觀察試樣中的裂紋分布。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]12Cr2Mo1R（H）臨氫鋼氫脆特性的研究[D]. 駱曉偉.西南交通大學 2018
[2]夾雜物對管線鋼氫致開裂和氫擴散的影響[D]. 劉帥.武漢科技大學 2017



本文編號：2978940