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控轧控冷微合金钢组织与抗腐蚀性能研究

作　者: 康巍
导　师: 李红英
学　校: 中南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 微合金钢极化曲线交流阻抗谱氢致开裂硫化物应力腐蚀
分类号: TG142.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本课题选用X70钢、X80钢、15CrMoR钢和16MnR钢等4种微合金钢,针对其实际服役环境特点及主要的腐蚀失效形式,采用不同体系的腐蚀液和腐蚀测试方法,研究4种钢的耐腐蚀性能及在各自腐蚀环境体系中的腐蚀规律和腐蚀机理。根据X70钢、X80钢在含不同Cl- (0.05mol/L, 0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1.0mol/L)浓度溶液和在含0.5mol/LCl-溶液中加不同SO42- (0.05mol/L、0.5mol/L) l.Omol/L)浓度溶液中的极化曲线,以及不同Cl-和SO42-浓度(0.23%Cl-+0.1%SO42-、0.23%Cl-+1.0%SO42-2.3%Cl-+0.1%SO42-、2.3%Cl-+10.%SO42-)溶液中的电化学阻抗谱,结合金相显微镜分析腐蚀试样表面,利用SEM、TEM分析其组织结构,探究2种钢在西部典型盐碱性土壤模拟液中的腐蚀规律和耐腐蚀性的组织因素。基于4种钢在饱和H2S溶液中的氢致开裂(HIC)试验结果,根据其HIC的裂纹长度率、宽度率、敏感率,研究合金元素、夹杂物、组织形貌对4种钢在H2S环境中的HIC成因及裂纹扩展方式的影响。在饱和H2S溶液中对4种钢进行硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验,结合成分和组织形貌分析,研究4种钢在H2S环境中的SSCC行为,运用恒载荷拉伸和四点弯曲方法测量了4种钢的SSCC门槛应力值。结果表明,X70钢对Cl-和SO42-的作用更为敏感,X80钢在腐蚀液中的耐腐蚀性能更好；在X70钢和15CrMoR钢中未发现氢致裂纹,X80钢裂纹率很小,具有优良的抗HIC性能,16MnR钢裂纹率高,不具备抗HIC性能；X70钢和15CrMoR钢的SSCC门槛应力值最高,X80钢次之,16MnR钢最低。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-22
  1.1 微合金钢及其生产技术  8-13
    1.1.1 发展状况及趋势  9-12
    1.1.2 控轧控冷技术的应用  12-13
  1.2 腐蚀环境体系及特点  13-16
    1.2.1 管线钢  14-15
    1.2.2 压力容器板钢  15-16
  1.3 抗腐蚀性能研究方法  16-21
    1.3.1 极化曲线  16-17
    1.3.2 交流阻抗谱  17-18
    1.3.3 氢致开裂测试  18-19
    1.3.4 硫化物应力腐蚀开裂测试  19-21
  1.4 论文的研究目的、意义及主要研究内容  21-22
第二章实验方案  22-30
  2.1 实验材料  22
  2.2 电化学实验  22-24
    2.2.1 实验方法  22-23
    2.2.2 实验设备及试样制备  23-24
  2.3 氢致开裂实验  24-27
    2.3.1 实验方法  24-26
    2.3.2 实验设备及试样制备  26-27
  2.4 硫化物应力腐蚀开裂实验  27-30
    2.4.1 实验方法  27-29
    2.4.2 实验设备及试样制备  29-30
第三章实验结果与分析  30-69
  3.1 电化学测试  30-40
    3.1.1 极化曲线分析  30-35
    3.1.2 交流阻抗谱分析  35-39
    3.1.3 显微组织与合金成分分析  39-40
  3.2 氢致开裂  40-49
    3.2.1 表面形貌检测  41-42
    3.2.2 截面裂纹检测  42-44
    3.2.3 氢致开裂影响因素分析  44-49
  3.3 硫化物应力腐蚀开裂  49-69
    3.3.1 恒载荷拉伸实验分析  50-61
    3.3.2 四点弯曲实验分析  61-65
    3.3.3 显微组织与合金元素分析  65-67
    3.3.4 腐蚀机理探讨  67-69
第四章结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读学位间的主要研究成果  75

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