Cu和Ni元素对高强度螺栓钢耐候性和延迟断裂的影响

发布时间：2020-08-15 09:53

【摘要】：近年来,随着各种建筑、桥梁工程等逐渐大型化、大跨距化和所用钢材强度水平的不断提高,这使得作为连接件的螺栓类零件的工作应力水平明显提高,工作条件也更加恶劣,从而对其强度及服役性能水平等提出了越来越高的要求。本文以具有良好耐延迟断裂性能的ADF钢(42CrMoVNb)为基础,添加不同含量的Cu和Ni元素,通过周期浸润腐蚀实验、电化学实验、恒载荷延迟断裂实验(Constant Load Tensile,CLT)、慢应变速率拉伸实验(Slow Strain Rate Tensile,SSRT)等实验方法,并使用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和光学显微镜(Optical Microscope,OM)对锈层进行观察,研究了Cu和Ni元素对高强度螺栓钢耐大气腐蚀及耐延迟断裂行为的影响规律,以期进一步改善其耐候及耐延迟断裂性能。主要结论如下:钢中加入0.42%Cu之后,实验钢的耐腐蚀性能有了明显的提高,表面能够快速地形成具有保护性的锈层,且锈层的致密性更高,保护性更强;同时极化曲线测定结果表明,Cu能够使实验钢的自腐蚀电位略正移,从而提高其耐腐蚀能力。延迟断裂实验结果表明,加0.42%Cu实验钢的氢脆敏感性有所提高,这主要与其碳含量偏高所引起的强度水平明显提高有关;断口分析结果显示,裂纹源区均呈解理断裂加少量沿晶断裂的混合断裂模式。钢中加入0.42%Ni之后,实验钢的耐大气腐蚀能力提升明显,锈层致密度和组成都有明显变化,实验钢自腐蚀电位向正向移动明显;继续将Ni含量提高到0.99%之后,自腐蚀电位变化不大,锈层形貌近似,实验钢的耐候性没有得到进一步提升。随着钢中Ni含量提高,实验钢的SSRT氢脆敏感性呈现先提高后降低趋势,CLT氢脆敏感性则差异不明显,对此有待进一步分析。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1

【参考文献】

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本文编号：2793953