陰極極化對(duì)590高強(qiáng)鋼及其焊接件氫脆敏感性影響的研究.pdf

1、590高強(qiáng)鋼因其具有較高的強(qiáng)度和良好的焊接性能而廣泛應(yīng)用于海洋工程和船舶等領(lǐng)域。590高強(qiáng)鋼在使用過程中，為了抑制在海水中的腐蝕，通常需要對(duì)其施加陰極保護(hù)，但當(dāng)陰極保護(hù)應(yīng)用不當(dāng)、保護(hù)電位過負(fù)時(shí)，容易造成氫在金屬表面析出，當(dāng)氫擴(kuò)散進(jìn)入材料內(nèi)部時(shí)，可能引發(fā)材料氫脆甚至發(fā)生氫致斷裂，因此研究590高強(qiáng)鋼在海水環(huán)境下的氫脆敏感性尤為重要。本文通過采用失重實(shí)驗(yàn)、慢應(yīng)變速率實(shí)驗(yàn)、滲氫實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)和表面分析手段研究了590高強(qiáng)鋼在海水中不同陰極極化電

2、位下的電化學(xué)性能以及氫擴(kuò)散系數(shù)，并以延伸率和氫脆系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)研究了590高強(qiáng)鋼焊接件（埋弧焊、手工焊、以氬氣為保護(hù)氣體的氣保焊）在海水環(huán)境中的氫脆敏感性。
　　陰極極化下的590高強(qiáng)鋼在海水環(huán)境中的電化學(xué)性能研究結(jié)果表明:陰極極化電位為-0.85V～-1.1V時(shí)，試樣表面會(huì)生成一層白色保護(hù)膜;隨著極化電位的負(fù)移（Ecorr-0.95V），白色保護(hù)膜就越致密、越穩(wěn)定。由于保護(hù)膜的存在，使得590高強(qiáng)鋼的白腐蝕電位發(fā)生負(fù)移，陰極極

3、化電流密度減小，進(jìn)而有效地抑制590高強(qiáng)鋼在海水中的腐蝕。滲氫試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著陰極極化電位的負(fù)移，590高強(qiáng)鋼的滲氫電流密度增大，而氫在590高強(qiáng)鋼中的擴(kuò)散系數(shù)隨著陰極極化電位的變化較小，均為2.8×10-6mm2/s左右。
　　通過測(cè)試590高強(qiáng)鋼在不同陰極保護(hù)電位下的保護(hù)度和氫脆系數(shù)確定了其在海水中的合理陰極保護(hù)電位范圍:隨著陰極保護(hù)電位的負(fù)移，590高強(qiáng)鋼的腐蝕速率降低，保護(hù)度逐漸增大，當(dāng)保護(hù)電位為-0.758V時(shí)，保護(hù)度

4、達(dá)到90％，因此確定590高強(qiáng)鋼在天然海水中的最正陰極保護(hù)電位為-0.758V;隨著陰極保護(hù)電位的負(fù)移，590高強(qiáng)鋼的氫脆系數(shù)和氫脆敏感性均升高、延伸率和斷面收縮率均降低，當(dāng)保護(hù)電位為-0.945V時(shí)，590高強(qiáng)鋼的氫脆系數(shù)達(dá)25％，達(dá)到了可能發(fā)生氫脆的危險(xiǎn)區(qū)，結(jié)合斷口形貌分析得出此時(shí)試樣出現(xiàn)脆性斷裂特征，由此確定590高強(qiáng)鋼的最負(fù)保護(hù)電位為-0.945V。
　　590高強(qiáng)鋼焊接件在海水中不同極化電位下的氫脆敏感性研究表明:590