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应力和夹杂对车轮钢中氢鼓泡的影响

金属学报 2006年第8期42卷 815-819页

作者：武明褚武扬李金许江波陈刚崔银会北京科技大学材料物理系北京100083 马鞍山钢铁公司技术中心马鞍山432000

车轮钢在恒应力下充氢表面出现氢鼓泡的临界电流和无应力试样相同,恒应力下临界可扩散氢浓度C_σ~*落在无应力试样的分散带内,t检验表明应力对C_0~*没有影响．恒应力下发生氢致滞后断裂的门槛电流密度和门槛可扩散氢浓度分别为i_(th)=3 ... 详细信息

车轮钢在恒应力下充氢表面出现氢鼓泡的临界电流和无应力试样相同,恒应力下临界可扩散氢浓度C_σ~*落在无应力试样的分散带内,t检验表明应力对C_0~*没有影响．恒应力下发生氢致滞后断裂的门槛电流密度和门槛可扩散氢浓度分别为i_(th)=3 mA/cm^2和C_(th)=0．52×10^(-6),远小于出现氢鼓泡的相应值i_c=5 mA/cm^2和C_0~*=1．18×10^(-6)．无应力时,氢鼓泡并不择优沿夹杂产生；但在恒应力下,氢鼓泡择优沿长条状夹杂形核,其临界可扩散氢浓度从1．18×10^(-6)降为0．56×10^(-6)．

关键词：氢鼓泡应力夹杂车轮钢白点

合金元素偏聚夹杂对针状铁素体管线钢焊接热影响区氢鼓泡的影响

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焊接学报 2010年第6期31卷 5-8页

作者：周成双郑树启陈长风陈松中国石油大学(北京)机电工程学院北京102249 中原石油勘探局工程建设总公司河南濮阳457001

L360MCS针状铁素体管线钢焊接接头经HIC试验后热影响区产生大量的氢鼓泡.剥开氢鼓泡的上半部分,露出氢鼓泡的断口形貌.用扫描电镜和EDS分析氢鼓泡的上下两部分.结果表明,在绝大多数氢鼓泡的形核区存在偏聚的颗粒状Ca,Al元素夹杂物.分析... 详细信息

L360MCS针状铁素体管线钢焊接接头经HIC试验后热影响区产生大量的氢鼓泡.剥开氢鼓泡的上半部分,露出氢鼓泡的断口形貌.用扫描电镜和EDS分析氢鼓泡的上下两部分.结果表明,在绝大多数氢鼓泡的形核区存在偏聚的颗粒状Ca,Al元素夹杂物.分析认为H原子进入基体后,夹杂物周围的内应力和空位浓度升高是形成氢鼓泡裂纹形核空腔的主要原因,活性H原子在空腔内复合成H2分子导致空腔中活性H原子浓度低于基体中氢原子浓度是氢高压形成的重要原因.

关键词：夹杂热影响区 L360MCS 氢鼓泡

湿H_2S环境下16MnR钢氢鼓泡的有限元模拟

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吉林大学学报（工学版） 2008年第1期38卷 61-65页

作者：蒋文春巩建鸣唐建群陈虎南京工业大学机械与动力工程学院南京210009

针对16MnR钢中MnS夹杂在湿硫化氢环境下引起环境开裂事故的无法预测性问题,采用有限元软件ABAQUS对氢向MnS夹杂扩散聚集引起氢鼓泡的行为进行有限元模拟,得到了氢质量摩尔浓度随时间的分布以及氢鼓泡形貌。预测了产生鼓泡的临界质量摩... 详细信息

针对16MnR钢中MnS夹杂在湿硫化氢环境下引起环境开裂事故的无法预测性问题,采用有限元软件ABAQUS对氢向MnS夹杂扩散聚集引起氢鼓泡的行为进行有限元模拟,得到了氢质量摩尔浓度随时间的分布以及氢鼓泡形貌。预测了产生鼓泡的临界质量摩尔浓度、压力以及产生断裂失效的时间。结果表面,在湿硫化氢环境中,氢向MnS/基体界面处扩散聚集,产生巨大氢压,使材料发生塑性变形,产生氢鼓泡。带状MnS夹杂物的数量越多、夹杂物越长、氢质量摩尔浓度越高,材料产生氢鼓泡的敏感性就越大。研究结果可为服役在氢环境中的装置预测性维修提供参考。

关键词：专用机械工程 MnS夹杂氢扩散氢鼓泡有限元分析软件ABAQUS

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氢鼓泡的形核、长大和开裂

科学通报 2005年第16期50卷 1689-1692页

作者：任学冲单广斌褚武扬宿彦京高克玮李金许乔利杰江波陈刚崔银会北京科技大学材料物理系北京100083 马鞍山钢铁公司技术中心马鞍山243000

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程,用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌.结果表明,氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下:氢使过饱和空位浓度急剧升高,空位聚集成空位团后,随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡.随氢压升... 详细信息

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程,用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌.结果表明,氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下:氢使过饱和空位浓度急剧升高,空位聚集成空位团后,随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡.随氢压升高,基体变形可使近表面鼓泡鼓出表面;氢压进一步升高可使鼓泡开裂,体积增大使氢压下降引起止裂;随氢进入氢压进一步升高,可使止裂裂纹重新扩展直至鼓泡破裂.

关键词：氢鼓泡形核和长大开裂和破裂长大过程开裂形核空位浓度原位观察断口形貌块状非晶

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金属中氢鼓泡形核的机理

科学通报 2007年第6期52卷 725-729页

作者：任学冲周庆军褚武扬宿彦京李金许乔利杰北京科技大学材料物理系北京100083

通过实验和理论分析研究了氢鼓泡形核、长大和开裂的过程.在充氢试样中发现直径小于100nm未开裂的孔洞,它们是正在长大的氢鼓泡,也发现已开裂的鼓泡以及裂纹多次扩展导致破裂的鼓泡.分析表明,氢和空位复合能降低空位形成能,从而使空位... 详细信息

通过实验和理论分析研究了氢鼓泡形核、长大和开裂的过程.在充氢试样中发现直径小于100nm未开裂的孔洞,它们是正在长大的氢鼓泡,也发现已开裂的鼓泡以及裂纹多次扩展导致破裂的鼓泡.分析表明,氢和空位复合能降低空位形成能,从而使空位浓度大幅度升高,这些带氢的过饱和空位很容易聚集成空位团.H在空位团形成的空腔中复合成H2就使空位团稳定,成为氢鼓泡核.随着H和过饱和空位的不断进入,鼓泡核不断长大,内部氢压也不断升高.当氢压产生的应力等于被氢降低了的原子键合力时,原子键断开,裂纹从鼓泡壁上形核.

关键词：氢鼓泡空位团形核开裂

LZ45CrV车轴钢氢扩散行为及氢鼓泡探究

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材料保护 2018年第4期51卷 120-124页

作者：唐慧文张艳李祥志斯庭智安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 马钢轨道交通装备有限公司安徽马鞍山243001

为了探究LZ45Cr V车轴钢与氢的交互作用,采用Devanathan电化学充氢技术测量了LZ45Cr V车轴钢的氢扩散系数,通过偏振光显微镜观察了氢鼓泡特征,研究了组织结构对氢扩散行为的影响。结果表明:LZ45Cr V车轴钢25°C下的氢扩散系数为1.101×1... 详细信息

为了探究LZ45Cr V车轴钢与氢的交互作用,采用Devanathan电化学充氢技术测量了LZ45Cr V车轴钢的氢扩散系数,通过偏振光显微镜观察了氢鼓泡特征,研究了组织结构对氢扩散行为的影响。结果表明:LZ45Cr V车轴钢25°C下的氢扩散系数为1.101×10^(-6)cm^2/s,其细化的金相组织以及较大铁素体中析出的VC粒子,大幅增加了钢中的氢陷阱数量,从而使得LZ45Cr V车轴钢具有较低的氢扩散系数和较高的产生氢鼓泡临界可扩散氢浓度。

关键词： LZ45CrV车轴钢氢扩散氢鼓泡氢陷阱

X42QS管线钢表面氢鼓泡原因分析及热处理工艺改进

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金属热处理 2019年第9期44卷 238-242页

作者：曲之国杨志强邴纯李伟祁敏翔五矿营口中板有限责任公司产品发展处

通过显微组织分析和工艺对比试验等对调质型X42QS管线钢在HIC检验过程中出现严重氢鼓泡问题进行研究。结果表明,X42QS淬火后仅在钢板表层获得板条贝氏体组织,在> 650℃高温回火处理后,X42QS表层板条贝氏体转变成粗大的再结晶多边形铁素... 详细信息

通过显微组织分析和工艺对比试验等对调质型X42QS管线钢在HIC检验过程中出现严重氢鼓泡问题进行研究。结果表明,X42QS淬火后仅在钢板表层获得板条贝氏体组织,在> 650℃高温回火处理后,X42QS表层板条贝氏体转变成粗大的再结晶多边形铁素体,在HIC试验中沿粗大的铁素体晶界形成裂纹并扩展,最终导致严重的氢鼓泡问题。通过适当调整回火工艺,X42QS管线钢的氢鼓泡问题可以得到有效抑制。

关键词： X42QS管线钢调质处理氢鼓泡显微组织

湿H_2S环境下16MnR钢氢鼓泡的试验研究与数值模拟

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压力容器 2007年第2期24卷 9-14页

作者：巩建鸣蒋文春唐建群涂善东南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

采用宏观检查、光学显微镜和扫描电镜等试验方法对16MnR钢LPG球罐在湿硫化氢环境下发生的氢鼓泡进行了取样分析,结果表明,氢鼓泡的产生与钢中沿带状珠光体分布的长条型MnS夹杂物密切相关。采用有限元软件ABAQUS,开发了氢扩散的有限元计... 详细信息

采用宏观检查、光学显微镜和扫描电镜等试验方法对16MnR钢LPG球罐在湿硫化氢环境下发生的氢鼓泡进行了取样分析,结果表明,氢鼓泡的产生与钢中沿带状珠光体分布的长条型MnS夹杂物密切相关。采用有限元软件ABAQUS,开发了氢扩散的有限元计算程序和多裂纹扩展技术,对氢向MnS夹杂扩散聚集引起氢鼓泡的行为进行有限元模拟,得到了扩散氢浓度随时间的分布以及氢鼓泡形貌。MnS/基体界面处应力集中,在湿H2S环境中,氢向界面扩散聚集,产生巨大氢压,使材料发生塑性变形,产生氢鼓泡。带状MnS夹杂物的数量越多、夹杂物越长、氢浓度越高,材料产生氢鼓泡敏感性越大。

关键词： 16MnR钢 MnS夹杂氢鼓泡试验研究数值模拟

微合金化洁净车轮钢产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数

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中国科技论文 2012年第2期7卷 83-88页

作者：任学冲李高洋陈朱耀高克玮赵海北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 马鞍山钢铁股份有限公司技术中心安徽马鞍山243000

用电解充氢法研究了微合金化洁净车轮钢产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数。结果表明,洁净车轮钢的可扩散氢质量分数随充氢电流密度的增加而增加,氢鼓泡密度也随着充氢电流密度的增加而增加,试样中产生氢鼓泡的可扩散氢最低质量分数为2... 详细信息

用电解充氢法研究了微合金化洁净车轮钢产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数。结果表明,洁净车轮钢的可扩散氢质量分数随充氢电流密度的增加而增加,氢鼓泡密度也随着充氢电流密度的增加而增加,试样中产生氢鼓泡的可扩散氢最低质量分数为2.22×10 6。设定氢鼓泡密度0.5cm 2≤ρ≤3cm 2为临界条件,则产生氢鼓泡的可扩散氢临界质量分数为(3.64±0.55)×10 6。

关键词：微合金化车轮钢氢鼓泡氢质量分数