不同镍含量奥氏体不锈钢在H2S和Cl-环境中的应力腐蚀敏感性研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:minlu123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性能,目前广泛应用于石油化工、航天航空、新能源以及核工业等领域。但在其服役过程中,应力腐蚀开裂(SCC)和氢脆(HE)往往是造成其过早失效的重要原因。因此,在一些苛刻的服役环境中,人们往往通过选用镍基合金,或镍含量较高的超级奥氏体不锈钢来预防失效事故,使成本大幅增加。在奥氏体不锈钢中,当镍元素达到一定量后能显著延长奥氏体不锈钢在应力腐蚀及含氢环境下的服役寿命,但具体的作用机制尚不明确。本文在316L奥氏体不锈钢的基础上增加镍元素的含量,通过比较不同镍含量的奥氏体不锈钢在H2S和Cl-中的应力腐蚀敏感性,探究了镍元素在抵抗应力腐蚀中的作用。首先,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了镍含量在20%~30%的四种奥氏体不锈钢的在不同温度的Cl-和H2S环境下的应力腐蚀敏感性。结果表明,30℃时,镍含量在达到20%以上后均不会发生应力腐蚀。当温度增加到200℃后,20%Ni、25%Ni和27.5%Ni表现出较高的SCC敏感性,而30%Ni基本没有塑性损失,在腐蚀环境下延伸率仍达到了41.6%,断口形貌发生了由沿晶→穿晶→韧窝的变化。当温度达到290℃后,四种材料均表现出了较高的应力腐蚀敏感性,镍含量升高不再增加奥氏体不锈钢的抗SCC性能。其次,通过透射电子显微镜(TEM)观察了应力腐蚀失效断口附近的显微组织,探究了镍含量对奥氏体不锈钢应力腐蚀断裂微观结构的影响。结果显示,200℃腐蚀环境下,镍含量增加后材料的变形方式发生了变化,27.5%Ni主要通过位错的平面滑移发生变形,而30%Ni主要以位错交叉滑移的方式变形,极大的限制了氢原子的运动,从而增强了奥氏体不锈钢的抗氢脆性能。290℃时,通过二次裂纹特征及断口位错形态判断四种材料均发生了由滑移溶解引发的应力腐蚀开裂。最后,通过电化学充氢,电化学析氢以及电化学氢渗透实验探究了氢从环境进入金属中时,奥氏体不锈钢的镍含量对氢的固溶、吸附、渗透以及扩散过程的影响。得出结论,几种材料在充氢48h后,固溶氢含量都在30ppm左右,不会随镍含量增加发生明显变化。奥氏体不锈钢中镍含量的增加会降低氢渗透进入金属的浓度以及稳态时的氢原子渗透通量,并提高了氢原子的扩散速率。
其他文献
我国汽车行业的高速发展对其上下游产业提出了更高的要求,汽车制造业对其零部件生产的品质标准更加严格,汽车关键零部件制造以智能化、高精度、无损检测为方向大力发展。汽车制动系统是汽车中最重要的结构之一,其中汽车刹车管接口为制动系统中重要的连接件,该零件性能直接影响汽车能否及时制动。刹车管接口油封面质量影响到液压油传递的密封性和可靠性,因此对汽车刹车管接口的制造企业提出了更高的要求,研发精度高、速度快、鲁
学位
本文对含油污泥及其热解产物进行了基本性质分析,包括油泥的含油率、工业分析、元素分析与热失重等,并将两种油泥样品的实验结果进行比较。结果表明,不同来源的含油污泥,基本性质也有较大差异。吐哈油田三塘湖采油厂油泥的含油率为7.79%,含水量为1.98%,灰分较高,新疆油田百口泉采油厂油泥的含油率为16.75%,含水率为62.19%,具有较高的回收价值。吐哈油田三塘湖采油厂油泥的热解油密度为0.89 g·
学位
微创外科手术具有患者创口出血少、较短时间恢复、留疤面积较小等优势。在微创手术过程中,手术器械是直接与人体组织相接触的,若结构设计不当,可能会对人体组织带来不可逆转的伤害。当手术器械臂通过人体腔道时,手术器械需提供足够的自由度数和柔顺性;在剥离、牵引等精确操作阶段时,手术器械需要具有更高的刚性和稳定性来保持组织操作稳定性。因此在保持手术器械具有良好柔顺性的同时提高手术器械臂抵抗末端载荷的能力,对微创
学位
随着智能制造技术的迅速发展,许多传统行业正逐渐从人工密集型向智能制造转型。指针式压力仪表具有结构简单、价格便宜、抗干扰能力强等特点,在很多工业领域中仍然被广泛地使用。作为计量仪表,每个指针式压力仪表出厂前必须按国家规范进行检验,目前仪表制造企业的出厂检验主要依靠人工,存在着效率低、工作强度大、数据记录不规范等问题。针对这些问题,本文设计了一种指针式压力仪表的自动检验系统,提高了仪表出厂检测的自动化
学位
液化气是原油加工中的主要副产物,混合C4是液化气的主要成分之一。混合C4中含有少量的1,3-丁二烯,对混合C4加工利用过程中催化剂活性及稳定性影响很大,因此1,3-丁二烯的脱除非常必要。以Ni2P为活性组分的催化剂是一种新型选择性加氢催化剂,具有成本低、加氢性能好及抗毒能力强等特点。论文以氧化铝为载体,在低温条件下制备Ni2P基催化剂,并对其在混合C4中选择性加氢脱1,3-丁二烯的性能进行研究。目
学位
随着技术的发展,汽车行业对于下游产业的要求日益提高,尤其是对于零部件的要求愈加严格。衬芯作为汽车刹车系统的重要组成零件,因其与刹车油输送系统的密封性息息相关,其质量把控非常严格。而在进行衬芯生产的过程中,尺寸缺陷和表面缺陷是不可避免的,这些缺陷将严重影响刹车油输送系统的密封性,进而危及车主的人身安全。目前,针对衬芯的尺寸缺陷和表面缺陷主要是通过人工检测,但是由于检测人员的主观问题可能会导致检测效率
学位
实践中,工程系统(如飞机控制系统,化工或机械系统)通常会遇到一些故障,可能造成很严重的后果。由于大多数系统通常需要较高的可靠性和可维护性,因此故障诊断问题引起了广泛关注。故障诊断一般包括故障检测和故障分离。基于解析模型的故障检测与分离方法能够根据系统模型得到系统运行的状态信息,得到了更深入的研究。在解析模型的基础上,一些学者们提出了基于观测器和滤波器的故障检测与分离方法。但是由于系统模型的不确定性
学位
语音信号是人类信息传递的重要介质,包含了大量的信息,有要传递的文字内容,还蕴藏着我们的情感表达。随着人工智能研究的不断发展,通过语音进行人类的情感识别是科技进步的重要体现,具有非常重大的现实意义。语音情感识别主要是通过对携带有人类情感特征的语音信号分析研究判别人类各种情感变化与类别。其识别过程是使用采集承载人情感信息的语音信号,通过计算机的分析识别,完成对预先设定的几种情感进行判别分类。传统浅层的
学位
振动送料器广泛应用于电子、3C和轻工业等领域的自动化生产和装配中。随着工业自动化和智能化程度的不断提高,在生产装配环节中,对物料供应方式的柔性化要求也越来越高,例如实现物料的多方向传输、堆积物料的分离等。然而,传统振动送料器由于其送料原理和结构所限,无法满足这一新兴需求。本文针对以上问题,以工业市场需求为导向,提出了一种能够实现物料柔性化供应的振动送料系统。本文主要研究内容总结如下:(1)设计了柔
学位
NiTiFe记忆合金因发生热致B2(?)R(?)B19’与力致(B2+R)(?)B19’正逆马氏体相变,可呈现双程记忆效应与超弹性,但呈现双程记忆效应所必需的内应力,需采用预变形训练而影响其应用;同时,R相在加载初始阶段发生变体取向,造成卸载后存在残余应变,而损伤其超弹性。对此,本文设计与制备了Nb纳米线/NiTiFe记忆合金复合材料,试图利用Nb纳米线与NiTiFe基体之间应力耦合,获得无需训练
学位