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3-D Finite Element Analysis of the Effect of Welding Residual Stress on Hydrogen Diffusion in Hydrogen Contained Environment

W.C. Jiang , J.M. Gong , J.Q. Tang , H. Chen , S.T. Tu , null

金属学报(英文版)

The hydrogen distribution of 16MnR steel weldment in hydrogen contained environment was calculated using the finite element method (FEM). The effect of welding residual stress on hydrogen diffusion has been discussed using a 3-D sequential coupling finite element analysis procedure complied by Abaqus code. The hydrogen diffusion coefficient in weld metal, the heat affected zone (HAZ), and the base metal of the 16MnR steel weldment were measured using the electrochemical permeation technique. The hydrogen diffusion without the effect of stress was also calculated and compared. Owing to the existence of welding residual stress, the hydrogen concentration was obviously increased and the hydrogen would diffuse and accumulate in the higher stress region.

关键词: 16MnR steel , null , null

H2S环境中液化石油气球罐用16MnR钢的腐蚀特性

唐建群 , 巩建鸣 , 姜勇 , 耿鲁阳

机械工程材料

利用动电位极化和电化学阻抗谱技术，研究了液化石油气球罐用16MnR钢在含H2S溶液中的腐蚀特性。结果表明：溶液中H2S含量和pH值对16MnR钢的腐蚀具有较大影响，腐蚀速率随H2S含量的增加和pH值的降低而不断加快，在pH值较低的溶液中，随浸泡时间的延长，容抗弧半径不断减小，钢一直处于溶解状态；随pH值升高，容抗弧半径随浸泡时间的延长而不断增大；随温度升高，腐蚀速率加快，钢表面所形成的硫化物膜与基体的附着性较差，不能有效阻止钢遭受进一步的腐蚀。

关键词: 动电位极化 , 交流阻抗 , 16MnR钢 , H2S , 硫化物膜

预应变对16MnR钢断裂韧性的影响

朱汉兴 , 蒋家羚 , 李长春 , 薛继良

金属学报

本文实验发现预应变对16MnR钢的断裂韧性具有显著的影响,断裂过程中裂尖区域材料的组织结构发生了变化,裂纹在二次珠光体组织上扩展。16MnR钢断裂韧性的大小取决于碳原子的扩散及二次珠光体组织生成的难易程度。

关键词: 16MnR钢 , prestrain , diffusion , fracture toughness , secondary pearlite

3-D FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE EFFECT OF WELDING RESIDUAL STRESS ON HYDROGEN DIFFUSION IN HYDROGEN CONTAINED ENVIRONMENT

金属学报(英文版)

关键词:

不锈钢复合板与16MnR钢冲击拉伸力学特性研究

关锦清 , 文潮 , 刘晓新 , 唐仕英 , 林英睿 , 李迅 , 周刚

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2010.01.002

常温下以不锈钢复合板(16MnR钢板与0Cr18Ni9Ti钢板爆轰复合)和16MnR钢为研究对象,利用分离式霍普金森杆技术,在旋转盘冲击拉伸试验机上完成冲击拉伸加载试验.研究应变率在270～1 650 s~(-1)范围内,材料的冲击力学特性.测试结果表明,不锈钢复合板和16MnR钢具有应变率强化效应,通过电镜分析确定过载断裂区为韧窝结构,爆轰复合经热处理后材料的塑性基本无改变,两种材料仍为塑性材料.

关键词: 冲击拉伸 , 不锈钢复合板 , 16MnR钢板 , 应变率

碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀敏感性研究

董月香 , 张玮 , 杨铁成

腐蚀学报（英文）

采用慢应变速率拉伸试验研究了16MnR钢在碳酸盐和硫化氢复杂环境中的应力腐蚀开裂敏感性. 结果表明, 在含碳酸盐和硫化氢的复杂介质环境中, 16MnR钢的应力腐蚀敏感性指数低于25%; 温度由常温升高至57.5℃时, 16MnR钢母材与热影响区的应力腐蚀敏感性略有升高, 碳酸盐和硫化氢浓度对16MnR钢在此复杂环境中的应力腐蚀敏感性存在相互影响.

关键词: 16MnR , stress corrosion , slow strain rate test , hydrogen sulfide , carbonate

16MnR钢三点弯曲解理断裂起裂源的类型

曹睿 , 李广 , 周珍珍 , 方修洋 , 陈剑虹

机械工程材料

通过扫描电子显微镜观察了不同温度（-30～-150℃）下粗晶粗碳化物组织16MnR钢的三点弯曲解理断口，分析了解理断裂起裂源的类型。结果表明：试验条件下起裂源的类型主要为晶界碳化物开裂、夹杂物开裂、较大的碳化物界面分离、球状碳化物与铁素体基体界面分离、晶粒边界开裂；起裂源距塑性裂纹尖端的距离Xf对解理断裂起着决定性作用，并随温度升高呈增大的趋势；起裂源的类型对Xf值没有直接影响。

关键词: 16MnR钢 , 解理断裂 , 起裂源 , 三点弯曲

几种缓蚀剂对膨润土中16MnR钢的缓蚀作用

沈忠 , 王青海 , 陈洁 , 何艺峰 , 张永浩 , 刘艳 , 刘莉

腐蚀与防护

在放射性废物地质处置中,膨润土是首选的回填材料。膨润土膨胀、收缩过程中产生的应力会破坏废物容器的防腐蚀涂层;考虑到回填材料和地下水中含有的氯离子,可侵入到钢与膨润土界面,使钢去钝化而发生局部腐蚀。在结合工程实际的基础上,取现场地下水和柯尔碱膨润土对16MnR钢试片进行挂片腐蚀试验,分别添加六种常用的缓蚀剂,通过扫描电镜分析挂片表面腐蚀形貌,并用静态失重法计算腐蚀速率和缓蚀效率。试验结果显示,在0.5%的质量比添加条件下,缓蚀性能由高到低依次为亚硝酸钠、重铬酸钾、硅酸钠、钨酸钠、磷酸钠和钼酸钠,说明采用添加缓蚀剂改善16MnR钢废物容器腐蚀环境的方法是可行的。

关键词: 膨润土 , 缓蚀剂 , 16MnR钢 , 失重法 , 缓蚀效率

16MnR钢在不同条件下的疲劳裂纹扩展规律

熊缨陈冰冰郑三龙高增梁

金属学报

采用压力容器用16MnR热轧钢不同缺口尺寸、不同厚度的紧凑拉伸 (CT)试样, 进行了不同温度、不同应力比条件的一系列疲劳裂纹扩展实验, 得到了相应实验条件下的疲劳裂纹扩展速率. 讨论了高温环境、缺口半径、应力比及试样厚度对疲劳裂纹扩展行为的影响规律. 结果表明: 16MnR钢在环境温度为150和300 ℃时的疲劳裂纹扩展速率比25和425 ℃时低, 300℃时疲劳裂纹扩展速率最低, 300℃以上时随温度的升高裂纹扩展速率增大; 缺口半径的大小对初期疲劳裂纹扩展有较大的影响; 应力比对16MnR钢的疲劳裂纹扩展行为没有影响; 疲劳裂纹扩展速率随试样厚度的增大而增大.

关键词: 16MnR钢 , fatigue crack growth rate , high temperature , notch sizes , R-ratio , specimen thickness

碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀敏感性研究

董月香 , 张玮 , 杨铁成

腐蚀学报（英文）

采用慢应变速率拉伸试验研究了16MnR钢在碳酸盐和硫化氢复杂环境中的应力腐蚀开裂敏感性.结果表明,在含碳酸盐和硫化氢的复杂介质环境中,16MnR钢的应力腐蚀敏感性指数低于25%;温度由常温升高至57.5℃时,16MnR钢母材与热影响区的应力腐蚀敏感性略有升高,碳酸盐和硫化氢浓度对16MnR钢在此复杂环境中的应力腐蚀敏感性存在相互影响.

关键词: 16MnR , 应力腐蚀 , 慢应变速率试验 , 硫化氢 , 碳酸盐