Please wait a minute...
金属学报  2011, Vol. 47 Issue (5): 553-558    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00615
  论文 本期目录 | 过刊浏览 |
用质子导体传感法研究钢在脱氢热处理中氢的行为
厉英, 丁玉石, 胡井涛, 王常珍
东北大学材料与冶金学院, 沈阳 110819
STUDY ON THE BEHAVIOR OF HYDROGEN IN STEEL HEAT TREATMENT PROCESS WITH PROTON CONDUCTOR SENSOR
LI Ying, DING Yushi, HU Jingtao, WANG Changzhen
College of Materials and Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110819
引用本文:

厉英 丁玉石 胡井涛 王常珍. 用质子导体传感法研究钢在脱氢热处理中氢的行为[J]. 金属学报, 2011, 47(5): 553-558.
, , , . STUDY ON THE BEHAVIOR OF HYDROGEN IN STEEL HEAT TREATMENT PROCESS WITH PROTON CONDUCTOR SENSOR[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(5): 553-558.

全文: PDF(1013 KB)  
摘要: 采用CaZr0.9In0.1O3-α质子导体传感法测定了钢脱H热处理过程中H的行为. 氢传感器的阻抗谱表明氢传感器工作稳定, 测定的数据精确可靠. 测量了2钢种的pH2随温度的变化, 及在600和800℃恒温时, pH2随时间的变化, 分析了不同温度下钢脱H的效果, 研究了H析出过程的速度限制步骤.实验结果表明, 所研究的钢样去H热处理温度应高于600℃才能有效脱H, 而温度大于727℃并不能进一步脱H.本文实验说明质子导体传感器可以用于在线、连续地检测固体钢中pH2的变化.
关键词 质子导体氢传感器热处理钢脱H    
Abstract:The dehydrogenation behavior in two steels during heat treatment process was investigated by using CaZr0.9In0.1O3-α proton conductor hydrogen sensor and electrochemical impedance spectroscopes of these steels have been measured and analyzed. Based on the changes of hydrogen partial pressure in these steels with temperature and with time at constant temperatures of 600℃ and 800℃, it is found that the dehydrogenation begins only when heat treatment temperature is higher than 600℃. Although this temperature exceeds higher than 727℃, the dehydrogenation behavior is not significantly improved. This means that the reasonable heat treatment temperature is in the range of 600-730℃. The experimental results show that the CaZr0.9In0.1O3-α proton conductor hydrogen sensor could be used to monitor in situ changes of partial hydrogen pressure during dehydrogenation of solid state steels as a suitable sensor.
Key wordsprotonic conductor    hydrogen sensor    heat treatment    dehydrogenation of steel
收稿日期: 2010-11-16     
ZTFLH: 

O646

 
基金资助:

国家自然科学基金项目50774018和51074038资助

作者简介: 国家自然科学基金项目50774018和51074038资助
[1] Nagumo M, Yagi T, Saitoh H. Acta Mater, 2000; 48: 943

[2] Ohmisawa T, Uchiyama S, Nagumo M. J Alloys Compd, 2003; 356–357: 290

[3] Nagumo M, Matsuda H. Philos Mag, 2002; 82A: 3415

[4] Zhu J C, Li D C. Foundry Technol, 2003; 24(2): 83

(朱家琛, 李德臣. 铸造技术, 2003; 24(2): 83)

[5] Kanezaki T, Narazaki C, Mine Y, Matsuoka S, Murakami Y. Int J Hydrogen Energy, 2008; 10: 2604

[6] Singh S, Altstetter C. Metall Trans, 1982; 10A: 1799

[7] Zheng C L, Zhang F C, L¨u B, Wang T S, Zheng Y Z. Trans Mater Heat Treat, 2008; 29(2): 71

(郑春雷, 张福成, 吕 博, 王天生, 郑炀曾. 材料热处理学报, 2008; 29(2): 71)

[8] Melnick L M. Translated by Liu C S. Determination of Gaseous Elements in Metals. Beijing: Metallurgy Industry Press, 1987: 19

(Melnick L M, 刘崇嗣译. 金属中气体元素的测定. 北京: 冶金工业出版社, 1987: 199)

[9] Bilic A, Gale J D. Solid State Ionics, 2008; 179: 871

[10] Mercier V M M, Sluis P V D. Solid State Ionics, 2001; 145: 17

[11] Pollet M, Daturi M, Marinel S. J Eur Ceram Soc, 2004; 24: 1805

[12] Yajima T, Kazeoka H, Yogo T, Iwahara H. Solid State Ionics, 1991; 47: 271

[13] Iwahara H, Shimura T, Matsumoto H. Electrochemistry, 2000; 68: 154

[14] Katahira K, Matsumoto H, Iwahara H, Koide K, Iwamoto T. Sens Actuators, 2001; 73B: 130

[15] Hang Z T. Industrial Catalysis. Beijing: Chemical Industry Press, 2006: 50

(黄仲涛. 工业催化. 北京: 化学工业出版社, 2006: 50)
[1] 王法, 江河, 董建新. 高合金化GH4151合金复杂析出相演变行为[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 787-796.
[2] 张东阳, 张钧, 李述军, 任德春, 马英杰, 杨锐. 热处理对选区激光熔化Ti55531合金多孔材料力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 647-656.
[3] 杨累, 赵帆, 姜磊, 谢建新. 机器学习辅助2000 MPa级弹簧钢成分和热处理工艺开发[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1499-1512.
[4] 孙腾腾, 王洪泽, 吴一, 汪明亮, 王浩伟. 原位自生2%TiB2 颗粒对2024Al增材制造合金组织和力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 169-179.
[5] 李钊, 江河, 王涛, 付书红, 张勇. GH2909低膨胀高温合金热处理中的组织演变行为[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1179-1188.
[6] 韩林至, 牟娟, 周永康, 朱正旺, 张海峰. 热处理温度对Ti0.5Zr1.5NbTa0.5Sn0.2 高熵合金组织结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1159-1168.
[7] 张家榕, 李艳芬, 王光全, 包飞洋, 芮祥, 石全强, 严伟, 单以银, 杨柯. 热处理对一种双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢显微组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 623-636.
[8] 曾小勤, 王杰, 应韬, 丁文江. 镁及其合金导热研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 400-411.
[9] 袁波, 郭明星, 韩少杰, 张济山, 庄林忠. 添加3%ZnAl-Mg-Si-Cu合金非等温时效析出行为的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(3): 345-354.
[10] 陈润, 王帅, 安琦, 张芮, 刘文齐, 黄陆军, 耿林. 热挤压与热处理对网状TiBw/TC18复合材料组织及性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1478-1488.
[11] 王迪, 黄锦辉, 谭超林, 杨永强. 激光增材制造过程中循环热输入对组织和性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1221-1235.
[12] 王文权, 王苏煜, 陈飞, 张新戈, 徐宇欣. 选区激光熔化成形TiN/Inconel 718复合材料的组织和力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1017-1026.
[13] 王悦, 王继杰, 张昊, 赵泓博, 倪丁瑞, 肖伯律, 马宗义. 热处理对激光选区熔化AlSi10Mg合金显微组织及力学性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 613-622.
[14] 马德新, 赵运兴, 徐维台, 皮立波, 李重行. 高温合金单晶铸件中共晶组织分布的表面效应[J]. 金属学报, 2021, 57(12): 1539-1548.
[15] 张少华, 谢光, 董加胜, 楼琅洪. 单晶高温合金共晶溶解行为的差热分析[J]. 金属学报, 2021, 57(12): 1559-1566.