【摘 要】
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输送管线在服役过程中,因环境腐蚀的阴极析氢和电化学保护,环境中的氢渗入管线材料内产生氢损伤,导致材料性能指标的降低,是引起管线断裂事故的根源.基于这一背景,该文应用拉
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输送管线在服役过程中,因环境腐蚀的阴极析氢和电化学保护,环境中的氢渗入管线材料内产生氢损伤,导致材料性能指标的降低,是引起管线断裂事故的根源.基于这一背景,该文应用拉伸和慢拉伸试验,研究X70管线钢电化学充氢后,材料塑性、强度、断裂韧性等性能指标的变化规律;并利用电化学方法,研究在模拟近中性土壤介质和NS4溶液中,氢脆对X70管线钢阳极溶解的影响.光滑试样预充氢后拉伸和慢拉伸的结果表明:电化学充氢对X70管线钢的强度没有显著的影响,主要降低了材料的塑性,从而降低了材料的断裂延性和断裂强度.在静态充氢条件下,材料的塑性指标随固溶氢含量的增加而逐渐降低;在慢拉伸条件下,动态充氢显著降低材料的塑性.X70管线钢缺口试样在0.5mol/LH2SO4溶液中充氢致饱和后,在空气中拉伸至断裂,获得缺口断裂韧性.存在临界电流密度,对应的临界氢含量为0.978×10<-6>.当固溶氢含量小于0.978×10<-6>时,氢使缺口断裂韧性提高11.8％;当固溶氢含量大于0.978×10<-6>时,缺口断裂韧性随氢含量的增加线性降低,即KC(H)=90.6-1.773C0.在动态充氢条件下进行慢拉伸试验,缺口断裂韧性以充氢电流密度幂函数的规律降低,即KC(H)=90.6-16.9i <0.15>.X70管线钢裂纹试样在0.5mol/LH2SO4溶液中以低于临界电流密度的电流充氢,氢使断裂韧性提高6.1％.静态充氢后,在模拟近中性土壤介质和NS4溶液中进行的电化学极化测试的结果表明:氢脆对X70管线钢Ecorr没有显著影响.在活化区,氢使X70管线钢的阳极溶解速率下降,其原因可归结于活化区氢降低自由能和充氢表面局部酸化的综合结果.断口分析表明:静态充氢后的断裂特征为典型的韧窝断口,但韧窝直径变小;慢拉伸的动态充氢断裂特征为典型的解理断口.
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