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异材焊接件A508/52M/316L在高温水环境中的应力腐蚀破裂

李光福 , 李冠军 , 方可伟 , 彭君 , 杨武 , 张茂龙 , 孙志远

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00316

采用慢应变速率实验(SSRT)方法,研究了先进的异材焊接件A508/52M/316L在模拟H压水堆一回路290℃高温水环境中的应力腐蚀破裂(SCC)特性.实验在-780 mV至+200 mV范围的电位下进行,模拟一回路水化学从低O含H的理想低电位状态到溶解O2明显超标的高电位状态的服役环境.该焊接件显微组织和化学成分分布较复杂,显著的变化发生在A508/52M和52M/316L 2个界面附近.在SSRT拉伸试样的典型位置处加工了同样尺寸的尖锐缺口,以模拟应力集中和加速实验,并比较这些典型位置的SCC敏感性.结果表明,当电位位于-780mV至-300mV范围时,SSRT试样总是以韧性断裂形式在镍基合金焊缝中部发生断裂.当电位升到-200mV至+200 mV范围时,试样发生显著的SCC脆断,A508/52M界面区周围是该焊接件最脆弱的部位,在该界面和附近的A508热影响区发生穿晶应力腐蚀破裂(TGSCC),在紧邻界面的镍基合金焊缝薄层发生沿晶应力腐蚀破裂(IGSCC).讨论了破裂机理和实验结果的工程意义.

关键词: 压水堆核电站 , 一回路水环境 , 异材焊接件 , 应力腐蚀破裂 , 电位 , 水化学

外加电位对X70管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂的影响

郭浩 , 李光福 , 蔡珣 , 周建江 , 黄春波 , 杨武

中国腐蚀与防护学报 doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2004.04.004

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了不同电位下X70管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为,同时研究了溶液中通入不同含量CO2对SCC的影响.结果表明,X70管线钢在近中性pH溶液中的开裂方式是穿晶型的,具有准解理特征,并且随着外加阴极电位的降低,SCC敏感性增加;随CO2含量的增加,pH值降低,SCC敏感性增加.均表现为氢致开裂占主导.

关键词: 管线钢 , 应力腐蚀破裂 , 近中性pH , 电位 , CO2含量

国产管线钢的环境开裂性能研究

杨武 , 李光福 , 郭浩 , 黄春波 , 周建江 , 刘杏

材料导报

采用电化学测试和慢应变速率实验(SSRT)研究了国产X70管线钢在近中性pH和高pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为.结果表明,X70钢在高pH溶液和近中性pH溶液中的阳极极化曲线表现出明显的差异:在高pH溶液中有明显的活化-钝化转变而在近中性pH溶液中则无;在近中性pH溶液中,X70管线钢的开裂模式是穿晶型的,具有准解理特征,并且随着外加阴极电位的降低,SCC敏感性增加,氢致破裂占主导;随温度的下降以及溶液中CO2含量的增加,溶液pH值降低,SCC敏感性增加.在高pH溶液中,在阴极极化时,X70钢表现出与在近中性pH溶液中类似的破裂行为和特征,即SCC敏感性随电位降低而增大,裂纹数目少而大,裂纹易扩展;但在阳极极化时,裂纹数目多而小,易萌生但难扩展.在2种溶液中阳极极化时,均存在SCC敏感电位区.

关键词: 管线钢 应力腐蚀破裂(SCC) 近中性pH SCC 高pH SCC

7020铝合金列车车钩梁开裂原因与机理

王荣 , 鄢国强 , 李光福 , 陈冰川

中国腐蚀与防护学报 doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2008.04.011

用直读光谱仪、万能材料试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等分析手段,分析高速列车7020铝合金车钩梁多处开裂现象及其原因.结果表明,开裂的7020铝合金车钩梁材料质量正常,服役后的车钩梁基体表面存在腐蚀坑,腐蚀坑中存在Cl-离子,主裂纹位于焊接热影响区和母材交界处,裂纹沿晶扩展.实验室采用和车钩梁相似的环境和受力状况进行模拟试验,高强度合金双悬臂梁试样的应力腐蚀开裂(SCC)裂纹形貌特征和车钩梁裂纹吻合良好,表明车钩梁开裂原因为SCC,并讨论了铝合金的SCC机理.

关键词: 7020铝合金 , 车钩梁 , 焊接 , 应力腐蚀开裂(SCC)

电极电位和应变速率对16MNDS/309L/308L异材焊接件高温水中应力腐蚀破裂行为的影响

卢煦 , 袁义帆 , 李润 , 李光福

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201510005

采用慢应变速率试验(SSRT)方法,研究了电极电位和应变速率对低合金钢-不锈钢异材焊接件16MNDS/309L/308L在模拟压水堆一回路高温水环境中应力腐蚀破裂(SCC)的影响.结果表明:在5×10-7 s-1应变速率条件下,在-720~+100mV(相对于标准氢电极SHE,下同)的低电位区,所有SSRT试样均在远离界面的308L焊缝金属区发生纯力学韧性断裂,与在氮气中的试验结果类似;当外加电位提高到+200mV后,试样在16MND5/309L界面发生SCC脆断,界面附近的16MND5侧发生穿晶SCC,309L侧发生沿晶SCC.该异材焊接件在该高温水环境中存在一个临界破裂电位,高于此电位发生SCC,在5×10-7 S-1的应变速率下,该临界破裂电位处于+100~+200 mV;降低速应变率至1×10-7s-1,临界破裂电位仍处于+100~+200mV;提高应变速率至1×10-6s-1后,在+200~+300mV电位区也没有显示出SCC.

关键词: 压水堆核电站 , 异材焊接件 , 一回路高温水 , 应力腐蚀破裂 , 电极电位 , 应变速率

7020铝合金列车车钩梁开裂原因与机理

王荣 , 鄢国强 , 李光福 , 陈冰川

中国腐蚀与防护学报

用直读光谱仪、万能材料试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜等分析手段,分析高速列车7020铝合金车钩梁多处开裂现象及其原因。结果表明,开裂的7020铝合金车钩梁材料质量正常,服役后的车钩梁基体表面存在腐蚀坑,腐蚀坑中存在Cl-离子,主裂纹位于焊接热影响区和母材交界处,裂纹沿晶扩展。实验室采用和车钩梁相似的环境和受力状况进行模拟试验,高强度合金双悬臂梁试样的应力腐蚀开裂(SCC)裂纹形貌特征和车钩梁裂纹吻合良好,表明车钩梁开裂原因为SCC,并讨论了铝合金的SCC机理。

关键词: 7020铝合金 , null , null

X70管线钢在不同温度近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂行为

郭浩 , 李光福 , 蔡珣 , 杨武

金属学报

采用慢应变速率实验(SSRT)研究了不同温度和电位下X70管线钢在近中性pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为. 结果表明, 不同温度下, X70管线钢在近中性pH溶液中的开裂方式都是穿晶型的, 具有准解理特征, 并且随着外加阴极电位的降低, SCC敏感性增加, 氢致开裂占主导. 随温度的下降, 溶液pH值略有降低, SCC敏感性增加.

关键词: 管线钢 , stress corrosion cracking , near-neutral pH solution

电极电位和温度对X70钢在高pH值模拟土壤环境中应力腐蚀破裂的影响

张国良 , 李光福 , 周建江 , 黄春波 , 杨武

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.09.001

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)方法研究了温度(30~65 ℃范围)和电极电位(-1500~-200 mV(SCE)范围)对X70管线钢在0.5 mol/L Na2CO3+1 mol/L NaHCO3的高pH模拟土壤溶液中应力腐蚀破裂(SCC)行为的影响.结果表明:在阳极极化区,温度对该钢的SCC敏感性影响不大,在阴极极化区,SCC敏感性随温度升高而下降;在所研究的电位区间,SCC敏感性随着电极电位的降低而增大;SCC机理分析表明,当电位E>EH(溶液中H+/H2的平衡电位)时,应该是阳极溶解占主导,而当E≤EH时, 氢致破裂占主导.

关键词: 管线钢 , 高pH应力腐蚀破裂 , 电极电位 , 温度

X70管线钢在近中性及高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性

周建江 , 刘杏 , 李光福 , 郭浩 , 杨武

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.01.001

采用动电位极化曲线测试法研究了温度、通气条件和pH值对X70管线钢在NS4溶液和0.5 mol/L Na2CO3+1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学极化行为的影响,并用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在这些溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性.结果表明,X70管线钢在NS4溶液中不出现活化-钝化转变区,随外加电位负移, SCC敏感性增加,表现出氢致破裂(HIC)的特征;在0.5 mol/L Na2CO3+1 mol/L NaHCO3高pH值溶液中出现活化-钝化转变区,在阴极极化区,也表现出氢致破裂(HIC)的特征,但在阳极极化区,发生的是阳极溶解型应力腐蚀破裂(ADSCC).

关键词: 管线钢 , 近中性溶液 , 高pH值溶液 , 电化学行为 , SCC敏感性

气体扩散电极参数对阴离子交换膜燃料电池性能的影响

杨冬蕾 , 俞红梅 , 李光福 , 宋微 , 刘艳喜 , 邵志刚

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(14)60050-4|

优化了碱性阴离子交换膜燃料电池(AAEMFC)使用的气体扩散电极(GDE),发现催化层中PTFE含量与催化剂担载量对电池性能与其电化学动力学特征影响很大.采用i-V曲线,开路电压,电池内阻与在线的电化学阻抗谱与动力学分析,评估了所制GDE的电化学性能.在所研究的AAEMFC电极催化层中,PTFE的最佳含量是20%, Pt载量对膜电极三相界面、催化层导电性与催化剂利用率的影响极大.当制备的GDE催化层中Pt/C的Pt载量为1.0 mg/cm2, PTFE含量为20%时,AAEMFC的峰电流密度在50 oC达到了213 mW/cm2.兼顾Pt催化剂的利用率与成本,在没有明显影响电池性能的情况下,Pt的担载量可降至0.5 mg/cm2.

关键词: 碱性阴离子交换膜燃料电池 , 气体扩散电极 , PTFE含量 , 催化剂担载量 , 三相界面

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