發(fā)布時(shí)間：2021-10-23 06:33

　　在海洋環(huán)境中多采用犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法來(lái)保護(hù)服役鋼鐵材料,這種方法由于保護(hù)電位過(guò)負(fù),使得暴露的鋼鐵材料基體長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的充氫狀態(tài),這樣就會(huì)有少部分氫進(jìn)入到材料中,富集于位錯(cuò)、晶界、非金屬夾雜等結(jié)構(gòu)的缺陷處,導(dǎo)致氫致開(kāi)裂等形式的破壞。因此對(duì)鋼鐵材料在海洋環(huán)境中的氫致開(kāi)裂行為的研究具有十分重要的意義。目前很多學(xué)者只是針對(duì)于管線鋼,船板鋼,高強(qiáng)鋼,高碳鋼等儲(chǔ)氫材料進(jìn)行研究,這類鋼本身微觀組織結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,存在多相組織,所做研究只是對(duì)其具體鋼鐵材料整體的氫脆敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià),加之很少有人對(duì)低碳鋼氫脆敏感性進(jìn)行研究,因此本文選用兩種低碳鋼,具有單一相組織鐵素體的IF鋼與鐵素體+馬氏體基體的雙相DP鋼作為實(shí)驗(yàn)材料。采用電化學(xué)充氫方式,對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)鋼氫脆敏感性進(jìn)行研究。通過(guò)預(yù)變形的手段增加實(shí)驗(yàn)鋼中位錯(cuò),測(cè)試了實(shí)驗(yàn)鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,內(nèi)耗溫度譜,DSC曲線,氫含量和氫滲透率,觀察了實(shí)驗(yàn)鋼斷口形貌和位錯(cuò)密度的變化,探討了實(shí)驗(yàn)鋼的脆化斷裂機(jī)制以及充氫對(duì)螺位錯(cuò)密度變化的影響,具體的研究成果如下:（1）通過(guò)氫含量測(cè)定,實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)充氫后氫含量變化分別為:冷軋IF鋼由1.6ppm增加到3 ppm;退火IF鋼由1.5 p... 

【文章來(lái)源】：遼寧科技大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鐵素體型鋼焊接中氫的存在狀態(tài)[38]

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11純度惰性氣體氛圍中于高純石墨坩堝中加熱至融化，H會(huì)從試樣中逸出，隨后將產(chǎn)生的氣體通過(guò)熱的氧化銅，氣體中的氫會(huì)轉(zhuǎn)化為水，即：Cu+OHCuO2H2（1.8）通過(guò)紅外檢測(cè)器檢測(cè)水的含量，進(jìn)而可以計(jì)算出氫的含量[49]。該實(shí)驗(yàn)方法可以快速測(cè)量充氫后的試樣，缺點(diǎn)在于不能明確的區(qū)分所測(cè)結(jié)果中可擴(kuò)散氫與不可擴(kuò)散氫。②集氣法甘油集氣法是氣體容積量法中最常用的方法，至今也有很多研究者使用這種方法。將充氫后的試樣清凈，放入擴(kuò)散氫測(cè)定容器中（如圖1.2），在恒溫條件下放置一段時(shí)候后，記錄前后兩次甘油液面高度，用兩次甘油液面差h以及管子內(nèi)壁直徑d，截面S，計(jì)算排出氫的體積，則試樣中可擴(kuò)散氫含量CH（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）由下式計(jì)算[50]：89.88×PTC00HWTvP（1.9）式中：T0為273K；P為實(shí)驗(yàn)環(huán)境氣壓0.103MPa；P0為大氣壓0.101MPa；T為試驗(yàn)溫度318K；W為試樣質(zhì)量mg；ρ為氫氣密度0.08988g/L；Δv為擴(kuò)散氫的體積mL。圖1.2可擴(kuò)散氫測(cè)量裝置圖Fig.1.2Equipmentfordiffusiblehydrogencontenttest甘油法雖然使用簡(jiǎn)單方便，但是其準(zhǔn)確性不高，由于甘油的粘度大，試件中逸出的氫氣泡常常附著在試件和收集器壁上，或懸浮在甘油中，不能全部上浮至液面，甚至有一小部分氫氣會(huì)溶解在甘油中。隨后有研究者改用水銀進(jìn)行測(cè)定。由于水銀的比重大、粘度低、氫氣泡容易上浮，所以測(cè)定準(zhǔn)確。但是，由于水銀有毒，而且價(jià)格較貴，限制了它的廣泛應(yīng)用[51]。③熱脫附TDSTDS設(shè)備采用真空升溫脫氫和四極質(zhì)譜儀分析方法，分析精度高達(dá)0.01×10-6，

遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13伸率等，還可通過(guò)掃描電鏡觀察其斷口形貌，通過(guò)這些指標(biāo)評(píng)價(jià)氫致開(kāi)裂敏感性。（2）恒載荷實(shí)驗(yàn)恒載荷實(shí)驗(yàn)方法較為簡(jiǎn)單，自發(fā)明以來(lái)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了多位研究者的多次改裝。該方法用杠桿原理，事先將杠桿調(diào)平，在杠桿一段加一定量的砝碼作為恒定的載荷，實(shí)驗(yàn)夾持在另一端，可以根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)母g液。該方法可根據(jù)斷裂時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)試樣的氫致開(kāi)裂敏感性，用該方法測(cè)量金屬材料時(shí)，為了加快實(shí)驗(yàn)周期，可在實(shí)驗(yàn)前將試樣標(biāo)距段處事先做一個(gè)缺口。該實(shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可批量組裝，但實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)。圖1.3砝碼恒載荷實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1.3Weightconstantloadexperimentaldevice（3）恒應(yīng)變實(shí)驗(yàn)常用的恒應(yīng)變測(cè)試方法有C型彎曲，U型彎曲法，梁彎曲法。相比上兩種方法，恒應(yīng)變實(shí)驗(yàn)更加簡(jiǎn)單，一般只需要一個(gè)夾具即可。圖1.4為U型彎曲法示意圖，將制作好的實(shí)驗(yàn)夾具放在相應(yīng)腐蝕液中，定期觀察試樣開(kāi)裂或者斷裂情況，該方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難定量化，因此常用作對(duì)比比較[3,55]。圖1.4U型彎曲試樣Fig.1.4U-shapedbendingspecimen

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽車用780MPa級(jí)別雙相鋼氫致延遲開(kāi)裂行為的研究[J]. 謝春乾,王剛,韓赟,鄺霜,劉華賽,姜英花,滕華湘,陳凌峰.  熱加工工藝. 2018(22)
[2]鐵素體型鋼焊接中氫的存在狀態(tài)分析[J]. 薛鋼,王濤,楊超飛,牛佳佳,成應(yīng)晉.  材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2018(05)
[3]預(yù)應(yīng)變對(duì)DP600鋼氫脆敏感性的影響[J]. 柯書忠,劉靜,黃峰,王貞,畢云杰.  中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]利用升溫脫氫分析方法表征鋼中的可擴(kuò)散氫[J]. 諶康,徐樂(lè),王毛球.  物理測(cè)試. 2017(06)
[5]陰極充氫對(duì)1000 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼氫脆敏感性的影響[J]. 郭建章,高心心,張海兵.  熱加工工藝. 2017(22)
[6]汽車用590MPa級(jí)別雙相鋼氫致延遲開(kāi)裂行為的研究[J]. 謝春乾,韓赟,鄺霜.  熱加工工藝. 2017(20)
[7]低合金高強(qiáng)度耐候鋼在干濕交替環(huán)境下模擬工業(yè)大氣的腐蝕行為研究[J]. 吳志鋒,宋義全,馮宇飛,安玥.  熱加工工藝. 2017(12)
[8]拉伸變形對(duì)AA6016鋁合金汽車外板再結(jié)晶組織及性能的影響[J]. 高冠軍,李家棟,李勇,王昭東,賀晨,邸洪雙.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]1000MPa級(jí)0Cr16Ni5Mo鋼的氫脆敏感性研究[J]. 孫永偉,陳繼志,劉軍.  金屬學(xué)報(bào). 2015(11)
[10]先進(jìn)高強(qiáng)度鋼氫脆的研究進(jìn)展[J]. 羅潔,郭正洪,戎詠華.  機(jī)械工程材料. 2015(08)

博士論文
[1]微觀組織和合金成分對(duì)高錳奧氏體TWIP鋼延遲斷裂的影響[D]. 昝娜.東北大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3452661