本文關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境用低合金鋼及焊接接頭腐蝕行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于海洋苛刻的腐蝕環(huán)境，鋼結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造物的腐蝕成為金屬材料失效的主要形式。09CuPCrNi低合金鋼具有強韌、塑延等特性，主要應(yīng)用于海洋大氣環(huán)境，，同時也可應(yīng)用于鋼板樁和海洋石油平臺等海洋全浸區(qū)。此外，現(xiàn)代船舶和海洋工程均離不開焊接這一材料加工方法。因此，通過實驗室模擬海洋大氣區(qū)及全浸區(qū)環(huán)境下，重點研究低合金鋼焊接后腐蝕行為的變化，同時以碳鋼為比較對象，研究添加合金元素的低合金鋼與其腐蝕行為的差異，具有深遠(yuǎn)的意義。 本文通過慢應(yīng)變應(yīng)力腐蝕試驗研究09CuPCrNi低合金鋼焊接前后在不同腐蝕介質(zhì)中的應(yīng)力腐蝕敏感性。采用實驗室模擬海洋大氣區(qū)及全浸區(qū)腐蝕試驗，研究焊接前后的09CuPCrNi低合金鋼與Q235B碳鋼，在海洋大氣及海洋全浸區(qū)耐腐蝕性能，結(jié)合SEM、XRD、電化學(xué)測試以及EPMA，研究腐蝕機理以及合金元素對耐腐蝕性能的影響。研究結(jié)果表明： 在模擬海洋大氣環(huán)境下，試驗周期內(nèi)，焊接前后的09CuPNiCr低合金鋼及Q235B碳鋼呈現(xiàn)出相同的腐蝕發(fā)展趨勢，即腐蝕速率經(jīng)歷了先增大后減小的規(guī)律；在試驗周期的前半程，焊接接頭的腐蝕速率始終大于母材，但在后半程時，焊接接頭的腐蝕速率減緩趨勢明顯，使得12W和24W時的總體腐蝕速率要小于母材；添加了合金元素的低合金鋼的腐蝕速率始終小于普通碳鋼；試驗鋼外銹層中的物質(zhì)主要以α-FeOOH、γ-FeOOH為主，且含有Fe3O4；焊接前后的低合金鋼銹層中均出現(xiàn)了Cu、Cr、Ni元素的富集，且富集程度相近。 在模擬海洋全浸區(qū)環(huán)境下，試驗周期內(nèi)，焊接前后的09CuPNiCr低合金鋼及Q235B碳鋼的腐蝕速率變化一致，即呈現(xiàn)下降趨勢；在試驗周期的前半程，焊接接頭的腐蝕速率始終大于母材，但在后半程時，焊接接頭腐蝕速率的減緩趨勢明顯，使得12W和24W時的總體腐蝕速率要小于母材；添加了合金元素的低合金鋼的腐蝕速率始終小于普通碳鋼；試驗鋼外銹層中的物質(zhì)主要由γ-FeOOH和α-Fe2O3組成，內(nèi)銹層出現(xiàn)了Cu、Cr、Ni合金元素的富集，促進(jìn)了鋼表面致密性的α-FeOOH相的生成，且焊接接頭與母材的元素富集程度相近。 慢應(yīng)變速率應(yīng)力腐蝕試驗結(jié)果表明，09CuPCrNi低合金鋼材料本身在3.5%NaCl溶液中即存在一定的應(yīng)力腐蝕傾向，焊接更加大了應(yīng)力腐蝕的敏感性；而在0.052％NaHSO3介質(zhì)中，材料本身應(yīng)力腐蝕傾向較小，但焊接同樣增大了應(yīng)力腐蝕的敏感性，且焊接的影響較在3.5%NaCl溶液中大。
【關(guān)鍵詞】：09CuPCrNi低合金鋼 焊接接頭 銹層 合金元素 腐蝕機理
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG142.33;TG407
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 耐海洋腐蝕鋼概述12-14
• 1.2.1 耐海洋腐蝕用鋼的相關(guān)概念及分類12-13
• 1.2.2 耐海洋腐蝕用鋼的發(fā)展13-14
• 1.3 合金元素對海洋環(huán)境用鋼耐蝕性的影響14-16
• 1.3.1 Cu 和 P 元素14-15
• 1.3.2 Cr 元素15-16
• 1.3.3 Mo 和 Ni 元素16
• 1.4 耐海洋腐蝕用鋼的應(yīng)力腐蝕開裂16-17
• 1.5 耐海洋腐蝕用鋼國內(nèi)、外的研究進(jìn)展17-18
• 1.6 耐海洋腐蝕用鋼的發(fā)展趨勢18
• 1.7 本課題研究目的及意義18-19
• 1.8 研究內(nèi)容19-20
• 第2章 實驗設(shè)備材料及研究方法20-26
• 2.1 實驗材料與試劑20
• 2.2 焊接工藝20-21
• 2.3 實驗室模擬腐蝕試驗21
• 2.4 微觀組織表征21
• 2.5 力學(xué)性能測試21-22
• 2.5.1 拉伸實驗21-22
• 2.5.2 硬度測試22
• 2.6 電化學(xué)測試22-23
• 2.6.1 電極制備23
• 2.6.2 極化曲線測量23
• 2.6.3 交流阻抗23
• 2.7 應(yīng)力腐蝕試驗23-26
• 第3章 09CuPCrNi 焊接接頭組織形貌及力學(xué)性能試驗研究26-32
• 3.1 引言26
• 3.2 焊接接頭顯微組織分析26-27
• 3.3 焊接接頭拉伸性能及斷口分析27-29
• 3.3.1 焊接接頭拉伸性能分析27-29
• 3.3.2 焊接接頭斷口分析29
• 3.4 焊接接頭的硬度分析29-30
• 3.5 小結(jié)30-32
• 第4章 模擬海洋大氣環(huán)境的腐蝕試驗研究32-46
• 4.1 引言32
• 4.2 腐蝕速率32-33
• 4.3 銹層物相分析33-35
• 4.4 銹層的形貌35-38
• 4.4.1 銹層表面的形貌35-36
• 4.4.2 銹層截面的形貌36-38
• 4.5 帶銹實驗鋼的電化學(xué)測試38-44
• 4.5.1 極化曲線38-40
• 4.5.2 交流阻抗40-44
• 4.6 合金元素在銹層中的分布44-45
• 4.7 結(jié)論45-46
• 第5章 模擬海洋全浸區(qū)環(huán)境的腐蝕試驗研究46-62
• 5.1 引言46
• 5.2 腐蝕速率46-47
• 5.3 銹層物相分析47-49
• 5.4 銹層的形貌49-52
• 5.4.1 銹層表面的形貌49-50
• 5.4.2 銹層截面的形貌50-52
• 5.5 帶銹實驗鋼的電化學(xué)測試52-58
• 5.5.1 極化曲線52-55
• 5.5.2 交流阻抗55-58
• 5.6 合金元素在銹層中的分布58-60
• 5.7 結(jié)論60-62
• 第6章 09CuPCrNi 及其焊接接頭應(yīng)力腐蝕性能試驗研究62-70
• 6.1 引言62
• 6.2 不同介質(zhì)下 09CuPCrNi 低合金鋼應(yīng)力腐蝕敏感性62-65
• 6.2.1 應(yīng)力—拉伸量曲線分析62-64
• 6.2.2 拉伸斷口分析64-65
• 6.3 焊接對 09CuPCrNi 低合金鋼應(yīng)力腐蝕敏感性的影響65-67
• 6.3.1 應(yīng)力—拉伸量曲線分析65-66
• 6.3.2 拉伸斷口分析66-67
• 6.4 小結(jié)67-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：326575