铌和锑微合金化高强钢在污染海洋大气中的应力腐蚀机理研究
发布时间：2023-05-24 22:24
本文关注低合金高强钢在海洋大气环境中的应力腐蚀(SCC)问题,通过基于SCC机理的微合金元素设计来降低海洋工程中低合金高强钢的SCC风险。首先采用真空冶炼和热机械轧制技术制备了不同Nb和Sb元素含量的微合金化高强钢,利用微观组织分析、电化学和周浸实验评估了微合金化高强钢的组织结构和耐蚀性,随后采用恒载荷U弯暴露实验和慢应变速率拉伸(SSRT)方法重点分析了微合金化高强钢在SO2污染海洋大气环境中SCC行为和机理,同时通过各种表征手段阐述了 Nb和Sb微合金元素对高强钢耐SCC性能的影响,最后利用电化学充氢实验进一步研究了微合金化高强钢在SO2污染海洋大气环境中预充氢条件下的抗SCC能力。研究结果表明,Nb和Sb微合金化处理对低合金高强钢的微观结构和耐蚀性没有负面影响,具备提升高强钢在SO2污染海洋大气环境中抗SCC能力的前提条件。Nb元素能够减缓阴极析氢过程,抑制腐蚀初期蚀坑的形成,减轻基体表面坑底组织结构的选择性溶解,但难以有效地改善腐蚀后期锈层的性质;Sb元素能够促进Cu和Cu氧化物的沉积过程,并形成Sb2O3/Sb2O5与Cu及其氧化物聚集在锈层内侧,通过与Cu元素协同作用抑制阴...
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 海洋工程用低合金高强钢及其服役环境特征
2.1.1 海洋工程中低合金钢的应用现状及发展趋势
2.1.2 海洋工程中低合金高强钢的典型服役环境
2.2 海洋大气环境中690 MPa级低合金钢的应力腐蚀研究
2.2.1 海洋工程中690 MPa级低合金钢的成分与组织
2.2.2 海洋大气环境中690 MPa级低合金钢的SCC概述
2.2.3 SO2污染海洋大气环境中低合金高强钢的SCC行为
2.3 海洋工程用低合金高强钢耐SCC性能的优化设计
2.3.1 海洋工程用低合金高强钢的基本设计原则
2.3.2 海洋工程用低合金钢耐SCC性能的合金成分调控
2.3.3 海洋工程用低合金钢耐SCC性能的组织结构调控
2.4 材料微区电化学和微观表征技术在SCC研究中的应用
2.4.1 微区电化学技术
2.4.2 材料微观表征技术
3 微合金化对高强钢微观结构和腐蚀电化学过程的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 实验材料和溶液
3.2.2 电化学实验
3.2.3 周浸实验
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 材料成分及力学性能
3.3.2 微观结构分析
3.3.3 电化学行为
3.3.4 大气腐蚀行为
3.3.5 分析与讨论
3.4 本章小结
4 Nb微合金化对高强钢污染海洋大气环境SCC行为和机理的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 实验材料和溶液
4.2.2 SCC模拟实验
4.2.3 电化学实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 Nb微合金化对电化学行为的影响
4.3.2 Nb微合金化对表面腐蚀产物的影响
4.3.3 Nb微合金化对SCC行为规律的影响
4.3.4 分析与讨论
4.4 本章小结
5 Sb微合金化对高强钢污染海洋大气环境SCC行为和机理的影响
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 实验材料和溶液
5.2.2 SCC模拟实验
5.2.3 电化学实验
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 Sb微合金化对电化学行为的影响
5.3.2 Sb微合金化对表面腐蚀产物的影响
5.3.3 Sb微合金化对SCC行为规律的影响
5.3.4 分析与讨论
5.4 本章小结
6 Nb和Sb微合金化对高强钢在预充氢条件下SCC行为的影响
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 实验材料和溶液
6.2.2 电化学实验
6.2.3 慢应变速率拉伸实验
6.2.4 电化学测氢法
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 微观结构分析
6.3.2 电化学行为
6.3.3 可扩散氢含量
6.3.4 SCC行为规律
6.3.5 分析与讨论
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3822396
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 海洋工程用低合金高强钢及其服役环境特征
2.1.1 海洋工程中低合金钢的应用现状及发展趋势
2.1.2 海洋工程中低合金高强钢的典型服役环境
2.2 海洋大气环境中690 MPa级低合金钢的应力腐蚀研究
2.2.1 海洋工程中690 MPa级低合金钢的成分与组织
2.2.2 海洋大气环境中690 MPa级低合金钢的SCC概述
2.2.3 SO2污染海洋大气环境中低合金高强钢的SCC行为
2.3 海洋工程用低合金高强钢耐SCC性能的优化设计
2.3.1 海洋工程用低合金高强钢的基本设计原则
2.3.2 海洋工程用低合金钢耐SCC性能的合金成分调控
2.3.3 海洋工程用低合金钢耐SCC性能的组织结构调控
2.4 材料微区电化学和微观表征技术在SCC研究中的应用
2.4.1 微区电化学技术
2.4.2 材料微观表征技术
3 微合金化对高强钢微观结构和腐蚀电化学过程的影响
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 实验材料和溶液
3.2.2 电化学实验
3.2.3 周浸实验
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 材料成分及力学性能
3.3.2 微观结构分析
3.3.3 电化学行为
3.3.4 大气腐蚀行为
3.3.5 分析与讨论
3.4 本章小结
4 Nb微合金化对高强钢污染海洋大气环境SCC行为和机理的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 实验材料和溶液
4.2.2 SCC模拟实验
4.2.3 电化学实验
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 Nb微合金化对电化学行为的影响
4.3.2 Nb微合金化对表面腐蚀产物的影响
4.3.3 Nb微合金化对SCC行为规律的影响
4.3.4 分析与讨论
4.4 本章小结
5 Sb微合金化对高强钢污染海洋大气环境SCC行为和机理的影响
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 实验材料和溶液
5.2.2 SCC模拟实验
5.2.3 电化学实验
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 Sb微合金化对电化学行为的影响
5.3.2 Sb微合金化对表面腐蚀产物的影响
5.3.3 Sb微合金化对SCC行为规律的影响
5.3.4 分析与讨论
5.4 本章小结
6 Nb和Sb微合金化对高强钢在预充氢条件下SCC行为的影响
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 实验材料和溶液
6.2.2 电化学实验
6.2.3 慢应变速率拉伸实验
6.2.4 电化学测氢法
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 微观结构分析
6.3.2 电化学行为
6.3.3 可扩散氢含量
6.3.4 SCC行为规律
6.3.5 分析与讨论
6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3822396
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