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文檔簡介
1、本文以高強度 X90管線鋼為研究對象,通過電化學(xué)實驗、慢應(yīng)變速率拉伸試驗(SSRT)和腐蝕疲勞試驗(CF)等測試手段,對其在近中性 pH值 NS4土壤模擬溶液中進行了應(yīng)力腐蝕開裂研究。對其在近中性環(huán)境中的電化學(xué)行為、應(yīng)力腐蝕(SCC)開裂敏感性、硬化行為以及裂紋開裂行為等進行了分析,討論了在該試驗條件下的應(yīng)力腐蝕開裂機理,并對應(yīng)力腐蝕裂紋開裂速率進行了定量分析。主要結(jié)論如下:
電化學(xué)實驗結(jié)果表明:靜態(tài)下,X90管線鋼表現(xiàn)出明顯
2、的陽極活性溶解特征,開路電位Eop=-714mV,腐蝕電位 Ecorr=-743.6mV;動態(tài)下,Eop隨著波動載荷次數(shù) N值增大而先增大后持續(xù)減小;N值的增大加速了金屬的陽極溶解過程但抑制了陰極反應(yīng)的過程,在0≤N<500次時,總反應(yīng)由陰極還原反應(yīng)主導(dǎo),當(dāng)N≥500次時,則轉(zhuǎn)變?yōu)橛申枠O溶解反應(yīng)所主導(dǎo),總反應(yīng)表現(xiàn)為以離子傳遞電荷為主導(dǎo)的多步反應(yīng)過程。
SSRT試驗結(jié)果表明:在試驗條件下SSRT曲線為典型的Round-house
3、型曲線;材料在不同的應(yīng)變區(qū)間存在不同的應(yīng)變硬化指數(shù)n值,總體上母材的n值高于焊縫的,近中性pH值NS4溶液會導(dǎo)致材料的n值下降。管線鋼母材和焊縫對近中性NS4溶液具有明顯的SCC敏感性,且焊縫的敏感性高于母材,主要表現(xiàn)為塑性損失和二次裂紋;試樣表面的點蝕坑具有誘發(fā)和促進微裂紋的產(chǎn)生和擴展作用;在空氣中的斷裂機制為韌窩微孔型韌性斷裂,而在近中性NS4溶液中則表現(xiàn)為韌-脆混合型斷裂機制。
腐蝕疲勞試驗結(jié)果表明:母材在空氣和近中性溶
4、液環(huán)境中的斷口均呈現(xiàn)脆性斷裂特征,斷面均分布有許多二次裂紋,表現(xiàn)為穿晶和沿晶混合開裂形式,主要以穿晶開裂為主,裂紋開裂屬于陽極溶解和氫脆的混合機制;管線鋼SCC裂紋擴展對近中性溶液環(huán)境具有較高的開裂敏感性,陽極溶解所導(dǎo)致的裂紋擴展速率在整個裂紋擴展過程中貢獻較??;同時,管線鋼在近中性溶液環(huán)境中 SCC裂紋擴展速率在近門檻區(qū)可用da/dN=4.14×10-9(?K-6.48)1.43來近似描述,而在裂紋穩(wěn)定擴展區(qū)則可用da/dN=6.80
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