热轧搪瓷钢中氢扩散行为研究

发布时间：2017-09-05 04:38

  本文关键词：热轧搪瓷钢中氢扩散行为研究

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【摘要】：针对搪瓷钢板出现的鳞爆问题,本文采用电化学法分析了三种热轧搪瓷钢的氢渗透特性。接着,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)考察了搪瓷钢板的显微组织、夹杂物和第二相析出物。在此基础上,进一步研究了析出物的数量和大小对其氢渗透特性以及抗鳞爆性能的影响。在25°C下,1#、2#和3#钢氢的扩散系数分别为0.530×10-6 cm2/s,1.039×10-6 cm2/s和2.599×10-6 cm2/s。厚度为1 mm的1#,2#和3#钢的氢穿透时间分别为20.55 min,10.48min和4.19 min,产生氢鼓泡的临界氢浓度分别为10.523 wppm,9.004 wppm和4.869wppm。三种钢中非金属夹杂物均为球状氧化物类,夹杂总级别数相差不大,分别为12,11.5和11级。显微组织均由铁素体和极少量珠光体组成,没有明显区别。因此,三种钢中夹杂物和显微组织不是影响氢扩散系数的主要原因。所研究的热轧搪瓷钢中的析出物有MnS、TiS、Ti_4C_2S_2和TiC,根据尺寸可以归纳为两类:第一类尺寸较大,300~1100 nm左右,包括MnS、TiS和Ti_4C_2S_2析出;第二类尺寸较小,为小于35 nm的TiC析出。搪瓷钢中存在的大量析出物作为不可逆陷阱强烈影响其氢扩散行为,析出物颗粒数量越多、尺寸越小,对氢的捕获作用越大,氢的扩散系数就越小。因此,1#钢的抗鳞爆性能最好,而3#钢的抗鳞爆性能最差。
【关键词】：搪瓷钢板 氢渗透特性 氢陷阱 抗鳞爆性能
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB333;TG335.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第一章 文献综述9-23
• 1.1 搪瓷钢板的开发现状9-11
• 1.1.1 搪瓷钢板的特征9
• 1.1.2 搪瓷钢板的研究背景9-10
• 1.1.3 搪瓷钢板的研究现状10-11
• 1.2 金属中氢行为的研究11-18
• 1.2.1 金属中氢的状态11-12
• 1.2.2 金属中氢的来源12-14
• 1.2.3 金属中氢的扩散14-15
• 1.2.4 氢扩散系数的影响因素15-18
• 1.3 搪瓷钢板的抗鳞爆性能18-21
• 1.3.1 鳞爆的形成过程18
• 1.3.2 抗鳞爆性能对搪瓷工艺的要求18-19
• 1.3.3 抗鳞爆性能对搪瓷钢板的要求19-21
• 1.4 本文开展的主要工作21-23
• 第二章 实验方法23-28
• 2.1 试验材料23
• 2.2 氢渗透实验23-25
• 2.2.1 实验装置23-24
• 2.2.2 氢渗透测试的准备24
• 2.2.3 参数的测定24-25
• 2.3 氢鼓泡实验25-26
• 2.3.1 氢鼓泡试样的准备25
• 2.3.2 氢鼓泡实验装置25
• 2.3.3 氢鼓泡实验过程25-26
• 2.4 试验的显微组织和夹杂26
• 2.4.1 夹杂评级26
• 2.4.2 金相显微组织26
• 2.5 析出物扫描实验（SEM）26-27
• 2.6 析出物析出物透射实验（TEM）27-28
• 第三章 热轧搪瓷钢板氢渗透特性研究28-40
• 3.1 1#钢氢渗透特性28-30
• 3.2 2#钢氢渗透特性30-31
• 3.3 3#钢氢渗透特性31-32
• 3.4 试样厚度对氢扩散系数的影响32-33
• 3.5 抗鳞爆性能的比较33-34
• 3.6 氢鼓泡行为34-38
• 3.7 本章小结38-40
• 第四章 热轧搪瓷板夹杂物和显微组织的对比研究40-50
• 4.1 热轧搪瓷板中的夹杂物40-48
• 4.1.1 钢板中非金属夹杂物类型鉴定40-41
• 4.1.2 1#钢板中非金属夹杂的评级41-43
• 4.1.3 2#钢板中非金属夹杂的评级43-45
• 4.1.4 3#钢板中非金属夹杂的评级45-48
• 4.2 热轧搪瓷钢板的组织48-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 热轧搪瓷板析出物研究50-62
• 5.1 TiS和Ti_4C_2S_2的析出规律50-54
• 5.2 TiC析出规律54-58
• 5.3 析出物对热轧搪瓷钢板氢渗透特性的影响58-61
• 5.3.1 析出物在搪瓷钢板中的作用58-59
• 5.3.2 析出物对氢扩散的影响59-60
• 5.3.3 析出物对氢鼓泡实验的影响60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 对今后工作的建议62-64
• 参考文献64-69
• 在学研究成果69-70
• 致谢70

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