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_第1頁
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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

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