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对X80管线钢埋弧焊焊接接头进行了-80～20℃温度范围的夏比冲击实验.测试了其冲击吸收功和脆性断面率,用扫描电镜观察了其断口形貌,分析了焊接接头断裂形式和断口形貌,讨论了焊接接头的韧脆转变温度和冲击断裂的力学行为.结果表明,室温时断口为韧窝状分布,焊接接头的韧脆转变温度为-28℃；断口形貌由韧性断裂向脆性断裂转变,断口主要表现为解理断裂.

关键词: X80管线钢 , 焊接接头 , 冲击韧性 , 韧脆转变温度 , 断口形貌

激光冲击波对X80管线钢焊接接头疲劳性能的影响

孔德军 , 龙丹 , 叶存冬 , 王文昌 , 吴永忠

材料热处理学报

利用激光冲击波对X80管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸疲劳对比试验,采用罗卡提法求出激光冲击强化处理前后X80管线钢焊接接头的疲劳极限.用扫描电镜和X射线衍射仪分析了激光冲击处理前后X80管线钢焊接接头断口形貌和残余应力,并对激光冲击处理提高抗疲劳断裂机理进行探讨.结果表明,激光冲击处理引入了-339 MPa的残余压应力,使X80管线钢焊接接头疲劳强度由445 MPa提高到496 MPa,提高了11.2％;原始状态的试样疲劳裂纹起始于试样表面,经激光冲击处理后焊接接头疲劳源转移至次表层,表层晶粒细化和残余压应力是主要机制,提高了X80管线钢焊接接头的疲劳性能.

关键词: 激光冲击处理 , X80管线钢 , 焊接接头 , 疲劳性能 , 断口形貌

化学镀非晶态Ni-P镀层盐雾腐蚀行为

吴永忠 , 孔德军 , 王文昌 , 付永忠 , 叶存冬 , 张垒

材料科学与工艺

为了改善铝合金的耐腐蚀能力,利用化学镀在5052铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层,通过SEM、EDS和XRD等手段对Ni-P镀层盐雾腐蚀前后表面-界面形貌、化学元素和物相组成进行了表征,分析了非晶态Ni-P镀层盐雾腐蚀失效机理.研究表明:化学镀Ni-P镀层为非晶态,由直径10～50 μrn的颗粒组成,颗粒分布比较均匀,界面结合状态良好；Ni-P镀层为高P镀层,其物相以单质Ni和Ni-P相为主；盐雾腐蚀后镀层表面整体耐蚀性强,表面原始缺陷是导致界面局部出现腐蚀坑和镀层脱落的主要原因.

关键词: 非晶态Ni-P镀层 , 5052铝合金 , 结合界面 , 盐雾腐蚀 , 化学镀 , 腐蚀坑

X70管线钢渗铝层盐雾腐蚀后能谱面扫描分析

孔德军 , 吴永忠 , 付贵忠 , 龙丹

材料热处理学报

利用激光热效应对X70管线钢进行渗铝处理,研究了其在5％盐雾试验中的腐蚀行为,通过SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀产物表面-界面形貌、化学元素面扫描和物相组成进行了分析,探讨了渗铝层耐盐雾腐蚀机理.结果表明,渗铝层界面由渗铝层、扩散层和基体组成,Al和Fe原子在扩散层相互扩散,形成了FeAl2金属化合物相,是界面冶金结合的主要机制；盐雾腐蚀以点蚀为主,表面出现裂纹是热扩散过程中热应力作用的结果；腐蚀后渗铝层界面中存在Al和O元素的分层富集现象,形成的Al2O3氧化膜有效地阻止Cl-对基体金属的腐蚀,Al在渗铝层的局部富集是保护基体的主要因素,提高了X70管线钢的耐盐雾腐蚀性能.

关键词: X70管线钢 , 渗铝层 , 盐雾腐蚀 , 结合界面 , 能谱面扫描

聚乙烯醇的固相加成反应酰胺化改性

卓坚锐 , 黄静 , 包建军 , 吴永忠

高分子材料科学与工程

基于Michael加成反应,通过固相反应将酰胺基引入聚乙烯醇(PVA),制备了酰胺化改性PVA.用核磁共振氢谱(1H-NMR)、动态机械热分析(DMTA)、红外光谱(FT-IR)、差示量热扫描(DSC)分析了改性PVA的结构.结果表明丙烯酰胺(AM)成功接枝到了PVA分子链上,且改性PVA的结晶度低于PVA原样,并随AM用量的增大,样品结晶度先减小后增大,其玻璃化转变温度(Tg)也呈先增大后减小的趋势.黏度测试、结皮测试和溶解测试结果表明,酰胺化改性有利于产品静态黏度的降低,可显著改善样品的结皮性,提高溶解速度.

关键词: 聚乙烯醇 , 丙烯酰胺 , 固相接枝

X70管线钢激光热辐射渗铝处理后抗盐雾腐蚀行为

孔德军 , 吴永忠 , 龙丹

稀有金属材料与工程

利用激光热辐射对X70管线钢表面进行渗铝处理,通过SEM观察了渗铝层表面和界面形貌,并对其结合界面的化学元素进行了EDS线能谱分析.对盐雾腐蚀后界面化学元素进行了EDS面能谱分析,用XRD分析了盐雾腐蚀前后渗铝层表面的物相,研究了渗铝层对X70管线钢抗盐雾腐蚀性能的影响.结果表明,激光热辐射渗铝处理后X70管线钢表层为氧化铝层,化学元素在表面和界面分布均匀,无富集现象,在结合界面处相互渗透,形成冶金结合形式;盐雾腐蚀后原始试样表面点蚀严重,形成全面腐蚀;渗铝处理后试样表面生成致密的Al2O3保护膜,阻止了腐蚀性介质Cl-离子和基体活性Fe的接触,提高了X70管线钢抗盐雾腐蚀能力.

关键词: 激光热辐射 , X70管线钢 , 渗铝处理 , 盐雾腐蚀

TD处理制备VC涂层-基体元素扩散与界面特征

孔德军 , 周朝政 , 吴永忠

材料热处理学报

采用热扩散（TD）处理法在冷作模具Cr12MoV表面通过热辐射扩散处理制备了VC涂层,通过扫描电镜、能谱仪和XRD等手段对涂层表面组织结构进行了分析,对结合界面化学元素线能谱进行了分析,并对相互扩散后的冶金结合机理进行了讨论。结果表明,VC涂层是由C和V原子组成,其孔度组织面积百分比为5.71%,晶粒平均直径0.42μm;VC涂层结合界面处化学元素发生了相互扩散,促进冶金结合的形成,其结合强度为47.1 N;热辐射元素扩散过程为涂层中V和C原子向界面和近界面基体扩散,Cr原子主要来自于基体中Cr向涂层中扩散,Si和Mo原子含量没有明显的扩散现象,Fe原子从基体中高含量降低到涂层中低含量,Fe原子热扩散过程被抑制。

关键词: TD处理 , 结合界面 , 元素扩散 , 结合强度

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

孔德军 , 吴永忠 , 龙丹

材料热处理学报

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。

关键词: X70管线钢 , 焊接接头 , 电化学腐蚀 , 腐蚀产物

激光冲击对X70焊接接头慢拉伸电化学腐蚀的影响

孔德军 , 吴永忠 , 龙丹

材料科学与工艺

为了改善X70管线钢焊接接头慢拉伸电化学腐蚀性能,用激光冲击波对X70管线钢焊接接头表面进行强化处理.采用慢应变速率拉伸法分析了X70管线钢焊接接头,在不同H2S浓度的NACE溶液（0.5%HAC＋5%NaCl）中电化学腐蚀行为,测试了激光冲击处理前后X70管线钢焊接接头腐蚀电位,讨论了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头腐蚀电位和断口形貌的影响.实验结果表明,激光冲击处理改善了X70管线钢焊接接头腐蚀性能,其SCC敏感性指数Iscc降低了6%.经激光冲击处理后试样自然腐蚀电位正移,极化电阻逐渐增大,其耐蚀性比原始状态有所提高.

关键词: 激光冲击处理 , X70管线钢 , 焊接接头 , 慢拉伸 , 电化学腐蚀