陰極極化對海水中907鋼氫脆敏感性影響研究.pdf

1、高強鋼因其具有優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于飛機、船舶、海洋構(gòu)筑物等行業(yè)。隨著強度的增加，高強鋼的氫脆敏感性增加。為了抑制高強鋼在海水中的腐蝕，通常采用陰極保護技術(shù)，陰極保護電位過負(fù)，促使氫在金屬表面生成，容易引起高強鋼的氫脆斷裂問題。隨著我國海洋戰(zhàn)略的實施，高強鋼的使用越來越多，陰極保護導(dǎo)致高強鋼氫脆問題日益突出。通常高強鋼的腐蝕控制采用涂層加陰極保護的聯(lián)合保護技術(shù)，研究陰極極化對帶涂層907鋼氫脆敏感性影響有重要的實際意義。因此有必要研究陰極

2、極化對高強鋼氫脆敏感性影響，從而為特定高強鋼.環(huán)境體系確定合適的陰極保護準(zhǔn)則。 本文以907鋼為研究對象，采用慢應(yīng)變速率拉伸實驗技術(shù)，以延伸率、斷裂能、氫脆系數(shù)作為評價指標(biāo)，研究了不同極化電位907裸鋼、907涂層鋼氫脆敏感性變化規(guī)律；應(yīng)用電化學(xué)測試技術(shù)，并結(jié)合三維視頻和掃描電子顯微鏡斷口形貌觀察結(jié)果，分析不同極化電位下907鋼的斷裂機理。在陰極極化對907裸鋼、完好涂層、5％涂層破損907鋼氫脆敏感性影響研究基礎(chǔ)上，比較了陰極

3、極化對海水中907裸鋼、完好涂層、5％涂層破損907鋼氫脆敏感性影響，分析陰極極化、涂層對907鋼氫脆敏感性協(xié)同作用。 陰極極化對907裸鋼氫脆敏感性影響研究結(jié)果表明：作為表征氫脆敏感性指標(biāo)的斷裂時間、延伸率、斷裂能，隨陰極極化電位負(fù)移逐漸減小，氫脆系數(shù)逐漸增加，氫脆敏感性增強?？估瓘姸取⑶姸?、斷裂強度隨極化電位變化呈不規(guī)律性變化，與氫脆敏感性無相關(guān)性。拉伸過程每個變形階段，隨極化電位負(fù)移，極化電阻減小，-1.01V時減小最

4、明顯，陰極保護電流迅速增加。綜合氫脆評價指標(biāo)變化和電化學(xué)測試結(jié)果：Ecorr～-0.91V的極化電位區(qū)間，氫脆系數(shù)很小，低于氫脆危險區(qū)，907鋼斷裂為以微孔聚集型為主的韌性斷裂。-1.01V，氫脆系數(shù)接近氫脆危險區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)脆性解理斷裂特征。-1.06V時，氫脆系數(shù)進入氫脆危險區(qū)，主要為脆性斷裂。 陰極極化對907涂層鋼氫脆敏感性影響研究結(jié)果表明：隨極化電位負(fù)移，氫脆系數(shù)增加，氫脆敏感性逐漸增強。極化電位負(fù)移，完好涂層試樣表面涂

5、層破裂需要時間縮短，氫脆系數(shù)增加，氫脆敏感性逐漸增強。完好涂層907鋼-0.91V時，氫脆系數(shù)略有增加，斷口微觀形貌出現(xiàn)脆性斷裂特征；-0.96V時，極化電阻減小最明顯，陰極保護電流迅速增加，氫脆系數(shù)迅速增加，進入氫脆危險區(qū)，斷口形貌70％為脆性斷裂特征，該條件下發(fā)生以解理為主的氫脆。隨極化電位負(fù)移，5％涂層破損907鋼氫脆敏感性增強，-1.01V氫脆系數(shù)進入氫脆危險區(qū)。 對比分析陰極極化對907裸鋼、完好涂層和5％涂層破損90

6、7鋼氫脆敏感性影響發(fā)現(xiàn)：907裸鋼和涂層鋼氫脆敏感性隨陰極極化電位負(fù)移增強，恒電位拉伸過程極化電流逐漸增大。-0.91～-1.11V范圍內(nèi)，同一電位極化時，完好涂層和5％涂層破損907鋼極化電流都小于裸鋼，氫脆系數(shù)都顯著高于裸鋼。陰極極化對907涂層鋼氫脆敏感性影響顯著大于對907裸鋼的影響。907涂層鋼較易發(fā)生氫脆斷裂，可能因為涂層破裂處應(yīng)力集中，并且涂層完好部分阻礙氫向外擴散，從而加速氫在局部區(qū)域集中，金屬中氫濃度迅速達到臨界值，從