金属学报  2006, Vol. 42 Issue (5): 521-527

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电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为

张颖瑞; 董超芳;李晓刚;芮晓龙;周和荣

北京科技大学材料学院腐蚀与防护中心

Electrochemical investigation of hydrogen induced cracking behaviors of X70 pipeline steel and welds

Yingrui Zhang

北京科技大学材料学院腐蚀与防护中心

张颖瑞; 董超芳; 李晓刚; 芮晓龙; 周和荣 . 电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为[J]. 金属学报, 2006, 42(5): 521-527 .
, , , , . Electrochemical investigation of hydrogen induced cracking behaviors of X70 pipeline steel and welds[J]. Acta Metall Sin, 2006, 42(5): 521-527 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1448 KB)   摘要: 采用电化学充氢的方法研究了X70管线钢在不同浓度硫酸溶液中的氢致开裂(HIC)行为. 结果表明, 增大充氢电流密度、延长充氢时间以及降低充氢溶液的pH值能够促进氢进入X70钢基体. 微观观察表明, X70钢中的非金属夹杂物如氮化物和氧化物等对其氢致开裂行为有不同的影响, 氮化物夹杂并不是充氢裂纹的必然形核位置, 而Mg, Al, Ca等的氧化物是更为有害的氢致裂纹源. 通过氢渗透实验测得室温下氢在X70钢中的有效扩散系数为3.34×10-9cm2/s.对X70管线钢基体及焊缝试样电化学预充氢后拉伸, 焊缝试样的拉伸塑性较差, 各项塑性指标在充氢前、后均低于X70钢基体材料. 关键词 ： X70管线钢,  氢致开裂,  氢渗透,  焊缝     Abstract：In this paper, the hydrogen induced cracking (HIC) of X70 pipeline steel was studied in different concentrations of H2SO4 solution by means of electrochemical charging. Larger current densities, longer charging time and lower pH values of solution would promote the entry of hydrogen into X70 steel. Non-metallic inclusions such as nitrides and oxides play different roles in HIC of X70 steel. Microscopic observation shows that there is no dependency relation between cracks induced by hydrogen and the inclusions of titanium nitrides. Otherwise, oxides of magnesium aluminum and calcium etc are more harmful as the sources of hydrogen induced cracks. According to the results of hydrogen permeation test, the effective diffusivity (Deff) of hydrogen at room temperature is 3.34×10-9cm2/s. Tensile specimens of X70 steel and welds shows severe plasticity loss after hydrogen charging. The plasticity of welds is not as good as X70 base metal. Key words： X70 pipeline steel    hydrogen induced cracking    hydrogen permeation    welds 收稿日期: 2005-08-08      服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 张颖瑞 董超芳 李晓刚 芮晓龙 周和荣 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2006/V42/I5/521 [1] Wang S H, Luu W C, Ho K F, Wu J K. Mater Chem Phys, 2002; 77: 447 [2] Lin X M. Nat Gas Oil, 2001; 19(2): 32 (林雪梅．天然气与石油,2001;19(2):32) [3] Mi Q Z. Welded Pipe Tube, 2000; 23(6): 16 (米秋占．焊管,2000;23(6):16) [4] Li Y T, Du Z Y, Tao Y Y, Xiong L Y. Trans Chin Weld Inst, 2003; 24(3): 76 (李云涛,杜则裕,陶勇寅,熊林玉．焊接学报,2003:24(3): 76) [5] Lunarska E, Ososkov Y, Jagodzinsky Y. Int J Hydrogen Energy, 1997; 22 : 279 [6] Kumkum B, Chatterjee U K. Scr Mater, 2001; 44: 213 [7] Chattoraj I, Tiwari S B, Ray A K, Mitra A, Das S K. Corros Sci, 1995; 37: 885 [8] Li Y T, Du Z Y, Tao Y Y, Xiong L Y. Trans Chin Weld Inst, 2004; 25(5): 104 (李云涛,杜则裕,陶勇寅,熊林玉．焊接学报,2004;25(5): 104) [9] Li H L, Feng Y R, Huo C Y, Ma Q R. Chin Metall, 2003; 13(4): 36 (李鹤林,冯耀荣,霍春勇,马秋荣．中国冶金,2003;13(4): 36) [10] Li H L. Chin Mech Eng, 2001; 12: 349 (李鹤林．中国机械工程,2001;12:349) [11] Wang C M, Wu X F. Angang Technol, 2004; (5): 21 (王春明,吴杏芳．鞍钢技术,2004;(5):21) [12] Chu W Y. Hydrogen Attack and Delayed Fracture. Beijing: Metallurgical Industry Press, 1988: 190, 255 (褚武扬．氢损伤与滞后断裂．北京:冶金工业出版社,1988: 190,255) [13] Kim W K, Koh S U, Kim K Y. In: Chinese Society for Corrosion and Protection ed., Proc 16th Int Corros Congress. Beijing, 2005: 10-H-21 [14] Yen S K, Huang I B. Corrosion, 2003; 59: 995 [15] Yen S K, Huang I B. Mater Chem Phys, 2003; 80: 662 [16] Chu W Y, Qiao L J, Chen Q Z, Gao K W. Fracture and Environmental Fracture. Beijing: Science Press, 2000: 100 (褚武扬,乔利杰,陈奇志,高克玮．断裂与环境断裂．北京: 科学出版社,2000:100)3 [1] 骆文泽, 胡龙, 邓德安. SUS316不锈钢马鞍形管-管接头的残余应力数值模拟及高效计算方法开发[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1334-1348. [2] 杨柯,史显波,严伟,曾云鹏,单以银,任毅. 新型含Cu管线钢——提高管线耐微生物腐蚀性能的新途径[J]. 金属学报, 2020, 56(4): 385-399. [3] 马歌, 左秀荣, 洪良, 姬颖伦, 董俊媛, 王慧慧. 深海用X70管线钢焊接接头腐蚀行为研究[J]. 金属学报, 2018, 54(4): 527-536. [4] 邵盈恺, 王玉玺, 杨志斌, 史春元. 基于焊缝熔深优化的7075铝合金等离子-MIG复合焊接热裂纹敏感性[J]. 金属学报, 2018, 54(4): 547-556. [5] 史显波, 严伟, 王威, 单以银, 杨柯. 新型含Cu管线钢的抗氢致开裂性能[J]. 金属学报, 2018, 54(10): 1343-1349. [6] 董利明,杨莉,戴军,张宇,王学林,尚成嘉. Mn、Ni、Mo含量对K65热煨弯管焊缝组织转变和低温韧性的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(6): 657-668. [7] 江鹏,袁同心,于彦东. 加工条件对多相V-Ti-Ni合金的显微组织和氢渗透性能的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(4): 433-439. [8] 赵小宇, 黄峰, 甘丽君, 胡骞, 刘静. MS X70酸性环境用管线钢焊接接头氢致开裂敏感性及氢捕获效率研究[J]. 金属学报, 2017, 53(12): 1579-1587. [9] 宋峰雨,李艳梅,王平,朱伏先. 热输入量对一种新型药芯焊丝熔敷金属组织及冲击韧性的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(7): 890-896. [10] 王学林,董利明,杨玮玮,张宇,王学敏,尚成嘉. Mn/Ni/Mo配比对K65管线钢焊缝金属组织与力学性能的影响*[J]. 金属学报, 2016, 52(6): 649-660. [11] 张体明,王勇,赵卫民,唐秀艳,杜天海,杨敏. 高压煤制气环境下X80钢及热影响区的氢渗透参数研究[J]. 金属学报, 2015, 51(9): 1101-1110. [12] 莫文林, 张旭, 陆善平, 李殿中, 李依依. Nb含量对NiCrFe-7焊缝金属组织、缺陷和力学性能的影响*[J]. 金属学报, 2015, 51(2): 230-238. [13] 赵霞, 查向东, 刘扬, 张龙, 梁田, 马颖澈, 程乐明. 一种新型镍基耐蚀合金与625合金异种金属焊接接头的组织和力学性能*[J]. 金属学报, 2015, 51(2): 249-256. [14] 周峰, 赵霞, 查向东, 马颖澈, 刘奎. 一种新型镍基耐蚀合金与304奥氏体不锈钢异种金属焊接接头的组织和力学性能[J]. 金属学报, 2014, 50(11): 1335-1342. [15] 赵霞, 刘扬, 查向东, 程乐明, 马颖澈, 刘奎. 一种新型镍基耐蚀合金焊接接头的组织与力学性能[J]. 金属学报, 2014, 50(11): 1377-1383. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed