7A52铝合金等离子弧焊接头盐雾腐蚀行为研究

目的研究7A52装甲铝合金等离子弧焊接接头耐海洋大气环境的腐蚀特征和规律。方法通过盐雾加速腐蚀试验进行腐蚀评估,并在腐蚀后利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀产物微观形貌,并分析腐蚀时间对腐蚀性能的影响,通过能谱(EDS)分析腐蚀产物的元素组成。结果 7A52铝合金焊接接头盐雾腐蚀初期(8 h)热影响区首先出现点蚀,随着腐蚀时间延长(12 h),母材和焊缝发生点蚀,热影响区腐蚀产物层氧的含量最多。结论 7A52装甲铝合金等离子弧焊接接头处热影响区是腐蚀敏感区,热影响区比焊缝区和母材区耐蚀性稍差。     

船用低合金钢焊接件腐蚀行为研究

目的研究船用低合金钢焊接件在海水中的腐蚀行为。方法采用金相组织观察、极化曲线、电化学阻抗谱测试,以及扫描振动电极技术(SVET),对船用低合金钢焊接件在天然海水中的腐蚀行为进行研究。结果船用低合金钢焊接件中热影响区与焊缝区及母材区金相组织发生明显分化,热影响区腐蚀倾向最大,耐蚀性最差,并且易与母材区形成电偶发生破坏。SVET测试结果表明,最大阳极电流出现在热影响区,随着浸泡时间的延长集中于靠近母材处。结论焊接件各区域间组织存在较大差异,热影响区成为最易发生腐蚀破坏的区域,在海水中阳极反应发生在热影响区,随浸泡时间延长电流增大,腐蚀加重。     

不同海域Custom450高强度不锈钢的腐蚀规律研究

目的 研究Custom450钢在青岛、舟山、厦门及三亚等4个海域大气和飞溅环境中的自然腐蚀规律。方法 采用形貌分析、腐蚀速率、点腐蚀深度分析等方法对Custom450钢在上述4个海域大气和飞溅区的腐蚀规律进行研究。结果 Custom450钢在4个海域大气环境的年平均腐蚀速率相当,且未观察到有点蚀现象发生,舟山海域的年平均腐蚀速率最小,为0.001 41 mm/a,三亚海域的年平均腐蚀速率最大,为0.001 54 mm/a。4个海域飞溅区的年平均腐蚀速率范围为0.0021～0.0028mm/a,舟山海域的年平均腐蚀速率为0.002 1 mm/a,平均及最大点腐蚀深度分别为5.7μm和25.99μm,均低于其他3个海域。结论 Custom450钢在4个海域的大气环境暴露1 a后,未发现明显的腐蚀现象,表明该钢短期内在上述4个海域海洋大气环境中具有良好的耐蚀性。在飞溅环境中的腐蚀速率高于大气环境,且有明显的点腐蚀现象发生,钢中未溶的NbC相会促进点腐蚀现象的发生。     

喷丸强化对超高强度钢耐腐蚀性能的影响

目的提高舰载机结构疲劳关键部位的主体材料超高强度钢的耐蚀性能。方法基于实测的环境数据编制加速腐蚀试验环境谱,针对喷丸和未喷丸超高强度钢试验件在实验室条件下开展加速腐蚀试验,从宏观/微观形貌、质量损失、腐蚀速率和表面粗糙度等方面表征腐蚀行为,分析讨论喷丸强化对超高强度钢耐腐蚀性能的影响。结果超高强度钢腐蚀初期为局部点蚀,然后转变为全面均匀腐蚀。喷丸强化延缓了腐蚀形态转变的时机,喷丸试验件腐蚀速率约为未喷丸试验件的75%,加速腐蚀当量为3 a,未喷丸和喷丸试验件表面平均粗糙度分别为5.67mm和4.16mm,前者为后者的1.36倍。结论通过质量损失率、腐蚀速率和表面粗糙度的对比分析知,喷丸强化明显提高了超高强度钢的耐腐蚀性能。     

油田用钨合金镀层腐蚀性能评价研究

目的评价钨合金镀层油管的腐蚀性能。方法利用高压釜模拟高压气井和高含硫气井的腐蚀环境,进行高压高温腐蚀试验,以及标准的氢致开裂(HIC)和硫化氢应力腐蚀试验。采用电子扫描显微镜(SEM)及其能谱仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD),分析或检测钨合金镀层和基管的腐蚀形貌、腐蚀产物的组成。结果油管表面的钨合金镀层平整而致密,其主要组成元素为W和Ni。高温高压腐蚀试验后,镀层仍然致密平整,腐蚀程度轻微。在60、90、120、140℃试验7天时,镀层和基材的H_2S/CO_2腐蚀速率分别为0.0179、0.0093、0.0102、0.0369 mm/a和1.030、1.272、1.183、0.991 mm/a。试验30天,在120℃时,其H_2S/CO_2腐蚀速率分别为-0.0085、0.1789 mm/a;在160℃时,其CO_2腐蚀速率分别为0.0091、0.8976 mm/a。该钨合金镀层均通过了标准的氢致开裂和硫化氢应力腐蚀试验。结论该钨合金镀层具有很好的耐腐蚀性能。     

元素硫对825合金在高温高压含CO2/H2S环境中腐蚀行为的影响

目的研究元素硫对825合金在高温高压含CO2/H2S环境中腐蚀行为的影响,为评价825合金在高温高压含CO2/H2S和元素硫环境中的适应性提供依据。方法将825合金分别置于含元素硫和不含元素硫的模拟气田环境中,进行高温高压含硫实验。采用失重法、高温高压电化学法、扫描电镜和能谱测试方法对825合金的均匀腐蚀、局部腐蚀、电化学腐蚀、微观形貌和化学组成进行表征,揭示元素硫对825合金在高温高压含H2S和CO2环境中腐蚀行为的影响规律。结果在不含元素硫的环境中,825合金的均匀腐蚀速率仅为0.0217 mm/a,无局部腐蚀现象产生,也没有检测到明显的点蚀噪声信号;在含元素硫的环境中,825合金的均匀腐蚀速率高达0.469 mm/a,具有明显的局部腐蚀特征,且点蚀噪声信号显著,与光学照片观察结果一致。结论825合金在高温高压含元素硫和氯离子环境中容易发生局部腐蚀,这主要是由于元素硫在水溶液中发生水解反应,在局部区域生成了H2S和H2SO4,在高温和氯离子的耦合作用下,显著地加剧了825合金的腐蚀,腐蚀产物以氧化物和硫化物为主。     

油田化学添加剂对污水处理系统腐蚀行为的影响

目的明确净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂对污水处理系统腐蚀行为的作用效果。方法通过工艺流程分析、腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分分析、腐蚀失重测试等手段,分析污水处理系统腐蚀原因,考察油田化学添加剂对SSF污水处理系统腐蚀行为的影响。结果输送介质中溶解的二氧化碳、高浓度氯离子、氧是导致SSF净化装置内腐蚀的主要原因。分别添加质量浓度为150、0.3、60 mg/L的净水剂、絮凝剂、助凝剂后,动态腐蚀速率可从1.8544 mm/a降到0.6674、0.8627、0.3530 mm/a,静态腐蚀速率可从1.2515 mm/a降到0.9565、0.9474、0.6256 mm/a。添加160 mg/L缓蚀剂,动态腐蚀速率从1.8544 mm/a降低到0.0822 mm/a,静态腐蚀速率从1.2515 mm/a降低到0.0238 mm/a。同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂三种药剂,动态腐蚀速率为0.7672 mm/a,静态腐蚀速率为0.8742 mm/a;同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂四种药剂,动态腐蚀速率为0.3069 mm/a,静态腐蚀速率为0.0263 mm/a。结论添加缓蚀剂能有效控制SSF污水处理系统内腐蚀。污水处理用净水剂、絮凝剂、助凝剂对腐蚀有一定抑制作用。在动态条件下,净水剂、絮凝剂、助凝剂降低了缓蚀剂的缓蚀效果,在静态条件下,三种添加剂对缓蚀剂的缓蚀效果影响较小。     

基于平面压入技术研究焊接接头单轴应力-应变关系

目的 获取异种金属焊接接头母材和热影响区局部拉伸应力-应变关系。方法 对压水堆机组蒸汽发生器接管安全端异种金属焊接接头(20MND 5-INCONEL 52-Z2 CND 18.12控氮)进行研究,通过金相检验和显微硬度测试,研究DMWJ母材、热影响区、焊缝熔合线位置的金相组织和维氏硬度分布。采用等直圆棒拉伸试验获得DMWJ低合金钢(20MND 5)母材的应力-应变关系,采用基于能量等效理论的平面压入技术获得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系。结果 DMWJ材料组织、力学性能不均匀,等直圆棒拉伸试验得到的低合金钢母材拉伸应力-应变关系与平面压入技术测得结果较为吻合。结论 基于能量等效理论的平面压入技术可精确测得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系,对压水堆核电站DMWJ在役检测及结构完整性评价具有重要意义。     

钢铁材料在黄河三门峡水库中的腐蚀行为

目的获取典型钢铁材料在黄河三门峡水库中长期暴露的腐蚀结果和腐蚀行为。方法采用暴露腐蚀试验,将1种碳钢、3种低合金钢和3种不锈钢材料在三门峡水库中暴露1,2,5,8 a,用金相显微镜测量各材料的点蚀深度,观察腐蚀形貌,并计算其腐蚀速率。结果在三门峡水库中暴露8 a,碳钢和低合金钢的腐蚀行为基本相同,4种钢暴露1 a的平均腐蚀速度接近,为0.047~0.050 mm/a,暴露1~8 a,Q235B的平均腐蚀速度为0.040 mm/a,X70,X80和D36钢的平均腐蚀速度与Q235B相差不大,分别为0.039,0.034,0.037 mm/a。暴露1 a后,0Cr13表面有蚀点,最大点蚀深度为0.010 mm,暴露8 a后,0Cr13试样的边角、钻孔处出现溃烂、穿孔。暴露8 a后,304和316L的最大点蚀深度均小于0.1 mm。结论 Q235B,X70,X80,D36在黄河三门峡水库中的腐蚀行为基本相同,它们在第1年的腐蚀速度较大,暴露1 a后腐蚀速度略有降低。0Cr13腐蚀严重,暴露8 a,发生腐蚀溃烂、穿孔现象。304和316L在三门峡水库中有很好的耐蚀性。     

热带海洋环境中5083铝合金腐蚀行为研究

目的 研究某岛礁不同海洋区带环境中5083铝合金的腐蚀规律。方法 在某岛礁进行海洋多区带腐蚀试验,利用表面微观形貌观测、腐蚀产物分析、质量损失测试及点蚀深度测量等手段,对比分析铝合金在不同海洋区带中的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度。结果 5083铝合金在某岛礁海洋全浸区带环境中的腐蚀速率最大,大气区带中的腐蚀速率最小,在潮差区带的腐蚀速率介于二者之间。试样在海洋不同区带主要发生局部腐蚀,大气区试样的最大点蚀深度最大,而潮差区试样的最大点蚀深度最小。在不同海洋区带,铝合金腐蚀产物和附着物的混合物中均含有钙元素,大气区钙元素含量远低于潮差区和全浸区,潮差区和全浸区铝合金表面的腐蚀产物和附着物混合物中主要含有CaCO₃、CaSiO₃和Al₂O₃。结论 不同海洋区带环境中,5083铝合金的腐蚀速率差别较大,潮差区和全浸区材料表面附着大量污损生物和矿物质。     

Metallurgical and mechanical characterization of electron beam welded super-duplex stainless steel UNS 32750

This paper addresses the weldability of 6 mm thick plates of super-duplex stainless steel by electron beam welding (EBW) process. Microstructure investigations conducted using optical and SE microscopy showed the presence of large ferrite grains with intra- and inter-granular austenite. Ferrite content studies on the weld zone estimated that there is no significant element partitioning between austenite and ferrite phases. Hardness studies portrayed that the weld hardness is found to be greater than the parent metal which is acquainted due to the solid solution strengthening effect. Tensile results corroborated that the joints obtained by EB welding process have better strength than the base metal. A detailed structure–property relationships has also been carried out through point and line mapping EDAX analysis across the weldment to substantiate the discussions.     

海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为研究

目的研究海洋用钢焊接接头的海水腐蚀行为。方法采用海水暴露试验、电偶腐蚀试验和腐蚀电位测量等方法。结果获得了5种海洋用钢焊接接头的海水腐蚀结果。结论海洋用钢焊接接头的熔合区易产生腐蚀沟槽。在全浸区、潮差区和飞溅区条件下,同一焊接接头的腐蚀行为相同,焊接接头的腐蚀严重程度顺序为全浸区>潮差区>飞溅区。焊缝-母材的电偶腐蚀试验结果与焊接接头的暴露腐蚀结果一致。     

Influence of welding speed and power on residual stress during gas tungsten arc welding (GTAW) of thin sections with constant heat input: A study using numerical simulation and experimental validation

The temperature distribution and residual stresses for a GTAW circumferential butt joint of AISI 304 stainless steel using numerical simulation have been evaluated. For evaluation of weld induced residual stresses, the analysis of heat source fitting was carried out with heat inputs ranging from 200 to 500 J/mm to arrive at optimal heat input for obtaining proper weld penetration and heat affected zone (HAZ). For this chosen heat input, the influence of different weld speeds and powers on the temperature distribution and the residual stresses is studied. The heat source analysis revealed the best choice of heat input as 300 J/mm. The residual stresses on the inner and outer surfaces, and along the radial direction were computed. Increase in temperature distribution as well as longitudinal and circumferential residual stresses was observed with the increase in weld speed and power. The validity of the results obtained from numerical simulation is demonstrated with full scale shop floor welding experiments.     

几种典型金属材料西沙海洋飞溅区腐蚀行为规律研究

目的研究几种典型金属材料在西沙海洋飞溅区的腐蚀行为规律。方法通过外场暴露试验,分析3种钢、1种铜和3种铝合金材料暴露0.5,1,2 a后的腐蚀形貌与动力学规律。结果 3种钢的腐蚀质量损失与点蚀均较为严重,T2整个表面均匀减薄的同时,会产生大量微小的腐蚀坑,3种铝合金发生以点蚀为主的局部腐蚀,伴随有晶间腐蚀、选择性腐蚀等。结论试验条件下,3种钢中Q235耐蚀性最差,T2整体耐蚀性较好,3种铝合金中5083耐点蚀性能最差,5052略优于6063。     

微型生物与金属腐蚀的研究

主要研究了海洋微生物与金属腐蚀的相关性。通过调查、分析海洋微生物的性质,尤其是硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）,用移植埋片法对海底沉积物中ＳＲＢ含量的分析,建立了ＳＲＢ含量与腐蚀率之间的表象关系,为海洋工程设计提供了重要数据。     

Experimental investigation on mechanical and metallurgical properties of super duplex stainless steel joints using friction welding process

Friction welding is one of the most economical and highly practicable methods in joining similar and dissimilar metals. In this study, high-quality welds are produced in the super duplex stainless steel by continuous drive friction welding successfully. Design of experiment was done using central composite design of response surface methodology. In the present work, the microstructure and mechanical properties of friction welded super duplex stainless steel (UNS S32760) were examined. The base material has a microstructure consisting of the ferrite matrix with austenite islands. Ferrite content was analyzed through the phase analyzer software and found that it is in the range of 42–55% in all weld metals. The phases were further analyzed through X-ray diffraction method. All the weld metals have higher hardness than the base metals. Weld transverse tensile failures consistently occurred away from the weld zone and exhibit more hardness, yield and ultimate tensile strengths than the base material. The austenite content increases with nitrogen concentration. Nitrogen could enhance the yield stress and ultimately tensile strength of super duplex stainless steel. Secondary phase precipitation is not observed in the welded joint probably due to the shorter heating times.     

7A52铝合金及25CrMnSiA钢焊接件海洋大气应力腐蚀试验研究

目的研究7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样的海洋大气应力腐蚀行为。方法利用自行设计制作的恒载荷大气应力腐蚀试验装置,在海南万宁站海洋大气环境中,分别采用7A52铝对接焊拉伸试样、25CrMnSiA钢对接焊拉伸试样进行海洋大气应力腐蚀试验研究。对试验中断裂的试样和未断裂的试样,进行表面腐蚀形貌、断口形貌、显微组织、显微硬度分布等分析。结果 7A52铝焊接件断裂在焊接部位,Cl-富集于SCC部分的含钙或含硫的第二相质点,促进了7A52铝焊接件应力腐蚀开裂。海洋大气应力腐蚀试验的25CrMnSiA钢焊接件断裂在母材部位,而实验室拉伸试验断裂在焊接部位。结论两种焊接件在海南海洋大气环境下均存在应力腐蚀开裂,裂纹萌生、扩展于朝向海洋方向的试样表面,存在"风脆"现象。     

舱外设备箱体模拟海洋大气环境中的加速腐蚀试验与结果分析

目的 研究模拟海洋大气环境对舱外设备箱体腐蚀行为的影响,为快速评价舱外设备箱体原材料、原结构、原表面技术状态改进优劣提供技术和方法支撑。方法 根据XX舱外设备箱体实际服役环境剖面、腐蚀损伤状况,制定含海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟海洋大气环境加速谱,运用外观、扫描电镜（SEM）、金相显微镜、X射线能谱（EDS）等表征技术,研究设备箱体在12个循环周期的宏微观形貌和腐蚀产物元素含量分布,并对标准金属铝和钢的同步实验室试验与XX近海户外自然环境下的腐蚀效应进行对比。结果 12个循环周期结束后,底座铝合金严重腐蚀,呈现明显的晶间腐蚀,并产生大量腐蚀产物,腐蚀产物主要含有O、Na、Al、Si、Cl、Ca、Mn、Fe等元素,其腐蚀形貌及程度与实际服役5 a的底座一致。标准金属铝和钢加速试验120 d的腐蚀效应分别等效XX近海大气试验4.65 a和10.57 a。结论 海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟循环试验能较好地模拟XX舱外设备箱体经历的环境,其腐蚀与实际服役环境下的腐蚀程度相近,实现了基于短期内完成3～5 a的海洋运行验证。