05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢应力腐蚀性能研究
发布时间：2021-09-02 15:17
海洋油气资源的勘探和开发对油气管道的里程和输送能力提出了更高的要求。油气管道作为保障国家石油和天然气供应的“能源高速公路”长期工作于含有大量的腐蚀性氯离子、微生物等极端复杂的海洋环境,因此管线钢的腐蚀问题不可避免。05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢（17-4 PH）广泛使用于海洋管道的结构部件,其安全性对油气管线安全运行具有重要的意义。设计了单级时效、双级时效和调整处理3种热处理工艺。通过光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）对显微组织进行了观察分析,结果表明显微组织主要由回火马氏体和少量铁素体和残余奥氏体组成。单、双级时效处理试样中呈现出显著的不均匀性并含有大量淬火马氏体和回火马氏体,板条状马氏体明显。调整处理试样组织中马氏体均匀细小,层片状位向关系明确且有大量细小沉淀相。采用极化曲线、交流阻抗谱（EIS）等电化学方法研究了不同热处理后试样的耐腐蚀性能差异。结果表明,双级时效试样的腐蚀电位(Ecorr)最小,为-418.26 mV,腐蚀电流密度(Icorr)最大,为1.18×10-55 A/cm
【文章来源】：辽宁石油化工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
7-4PH不锈钢的热处理工艺(a)单级时效(b)双级时效(c)调整处理(C)
05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢应力腐蚀性能研究12热处理后的拉伸试样经砂纸逐级打磨（80#至2000#），丙酮除油并用去离子水冲洗，干燥后备用。电化学试样首先由砂纸逐级打磨，后经机械抛光，采用CuSO4(2g)+HCl(10mL)+去离子水(10mL)配比而成的溶液浸蚀试样后在光学显微镜(LeicaDMI5000M)上进行组织观察。透射试样在HClO4(100ml)+C2H5OH(900ml)溶液中经电解双喷仪(StruersTenuPol-5)减薄后采用透射电子显微镜(TEM,JOELJEM-2100F)进一步观察试样的微观结构。通过扫描电子显微镜(SEM,HITACHISU8000)观察拉伸试样的断口组织与不同断裂方向下的裂纹。图2.2LeicaDMI5000M型光学显微镜Fig.2.2LeicaDMI5000MOpticalMicroscope电化学测量在Parstat2273电化学工作站进行，采用标准三电极体系：辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，工作电极为不同热处理状态的不锈钢试样。电极实验面为10mm10mm，非实验面用环氧树脂封装。预先进行开路电位测试，时长为1h。待稳定后，开始交流阻抗测定，测量频率范围为10mHz~100kHz，扰动电位10mV。测定数据使用ZsimpWin软件分析拟合。极化曲线测定以20mV/min的扫描速度从负于腐蚀电位(Ecorr)200mV开始，到-200mV结束。测定数据使用Cview2软件分析拟合。
辽宁石油化工大学硕士学位论文13图2.3电化学测试试样示意图Fig.2.3Schematicdiagramofelectrochemicaltestsample图2.4PARSTAT2273电化学工作站Fig.2.4PARSTAT2273electrochemicalworkstation模拟海水溶液是配制的pH为7.5的3.5％(质量分数,wt%)NaCl溶液。含SRB的模拟海水中使用的SRB菌是Desulfovibrio型，并且在美国石油协会推荐的标准培养基中培养。培养基I：0.5g/LNa2SO4，1g/LNH4Cl，0.5g/LK2HPO4，0.1g/LCaCl2，2g/LMgSO4·7H2O，1g/L，1g/L酵母粉和3.5g/L乳酸钠；培养基II：0.1g/L抗坏血酸，0.1g/L保险粉和0.1g/L硫酸亚铁铵。用5%NaOH调节培养基I的pH值至7.5，通过用纯氮气鼓泡0.5h使无菌溶液脱氧。用压力蒸汽灭菌锅在121℃保温15分钟以进行高压灭菌并空气冷却至25℃，冷却后加入经紫外线灭菌的培养基II，完成培养基配制。接菌时，将预先准备好的菌液放在恒温培养箱内(30±2℃)活化30分钟。将活化后的SRB菌株转移至标准培养基中并在30℃的培养箱中密封5天使菌充分生长。按照海水中SRB的实际含量，将充分生长的50ml的菌液，接种到950ml的模拟海水溶液中。所有SRB接种操
【参考文献】：
期刊论文
[1]高Cl-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响[J]. 吴伟,郝文魁,李晓刚,钟平,董超芳,刘智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[2]外加电位对X90钢及其焊缝在近中性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响[J]. 苑洪钟,刘智勇,李晓刚,杜翠薇. 金属学报. 2017(07)
[3]油田水中阴离子及温度对P110钢腐蚀电化学行为的协同影响[J]. 邓倩,王雅婵,何维,王煦. 材料保护. 2017(05)
[4]碳钢油气输送管道不同沉积物下的腐蚀行为[J]. 喻能,高继峰,张国安,邱于兵,郭兴蓬. 工程科学学报. 2015(04)
[5]时效对17-4PH马氏体不锈钢抗应力腐蚀性能的影响[J]. 庞慧芳,付雪松,杨思泽,包翠敏,周文龙. 金属热处理. 2015(03)
[6]热处理对17-4PH马氏体不锈钢显微组织及性能的影响[J]. 邓德伟,陈蕊,田鑫,王冬颖. 金属热处理. 2013(04)
[7]应变速率对X80管线钢应力腐蚀的影响[J]. 程远,俞宏英,王莹,孟旭,孙冬柏. 材料工程. 2013(03)
[8]马氏体不锈钢热处理及其拉伸性能[J]. 刘瑞良,闫牧夫,乔英杰,傅宇东,王玲玲. 金属热处理. 2013(02)
[9]17-4PH不锈钢热处理工艺[J]. 张敏,褚巧玲. 金属热处理. 2012(09)
[10]热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响[J]. 杜大明,汪洋,白小波. 热处理技术与装备. 2012(01)
博士论文
[1]X70钢在模拟深海环境中腐蚀及应力腐蚀行为研究[D]. 杨子旋.北京科技大学 2018
本文编号：3379245
【文章来源】：辽宁石油化工大学辽宁省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
7-4PH不锈钢的热处理工艺(a)单级时效(b)双级时效(c)调整处理(C)
05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢应力腐蚀性能研究12热处理后的拉伸试样经砂纸逐级打磨（80#至2000#），丙酮除油并用去离子水冲洗，干燥后备用。电化学试样首先由砂纸逐级打磨，后经机械抛光，采用CuSO4(2g)+HCl(10mL)+去离子水(10mL)配比而成的溶液浸蚀试样后在光学显微镜(LeicaDMI5000M)上进行组织观察。透射试样在HClO4(100ml)+C2H5OH(900ml)溶液中经电解双喷仪(StruersTenuPol-5)减薄后采用透射电子显微镜(TEM,JOELJEM-2100F)进一步观察试样的微观结构。通过扫描电子显微镜(SEM,HITACHISU8000)观察拉伸试样的断口组织与不同断裂方向下的裂纹。图2.2LeicaDMI5000M型光学显微镜Fig.2.2LeicaDMI5000MOpticalMicroscope电化学测量在Parstat2273电化学工作站进行，采用标准三电极体系：辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，工作电极为不同热处理状态的不锈钢试样。电极实验面为10mm10mm，非实验面用环氧树脂封装。预先进行开路电位测试，时长为1h。待稳定后，开始交流阻抗测定，测量频率范围为10mHz~100kHz，扰动电位10mV。测定数据使用ZsimpWin软件分析拟合。极化曲线测定以20mV/min的扫描速度从负于腐蚀电位(Ecorr)200mV开始，到-200mV结束。测定数据使用Cview2软件分析拟合。
辽宁石油化工大学硕士学位论文13图2.3电化学测试试样示意图Fig.2.3Schematicdiagramofelectrochemicaltestsample图2.4PARSTAT2273电化学工作站Fig.2.4PARSTAT2273electrochemicalworkstation模拟海水溶液是配制的pH为7.5的3.5％(质量分数,wt%)NaCl溶液。含SRB的模拟海水中使用的SRB菌是Desulfovibrio型，并且在美国石油协会推荐的标准培养基中培养。培养基I：0.5g/LNa2SO4，1g/LNH4Cl，0.5g/LK2HPO4，0.1g/LCaCl2，2g/LMgSO4·7H2O，1g/L，1g/L酵母粉和3.5g/L乳酸钠；培养基II：0.1g/L抗坏血酸，0.1g/L保险粉和0.1g/L硫酸亚铁铵。用5%NaOH调节培养基I的pH值至7.5，通过用纯氮气鼓泡0.5h使无菌溶液脱氧。用压力蒸汽灭菌锅在121℃保温15分钟以进行高压灭菌并空气冷却至25℃，冷却后加入经紫外线灭菌的培养基II，完成培养基配制。接菌时，将预先准备好的菌液放在恒温培养箱内(30±2℃)活化30分钟。将活化后的SRB菌株转移至标准培养基中并在30℃的培养箱中密封5天使菌充分生长。按照海水中SRB的实际含量，将充分生长的50ml的菌液，接种到950ml的模拟海水溶液中。所有SRB接种操
【参考文献】：
期刊论文
[1]高Cl-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响[J]. 吴伟,郝文魁,李晓刚,钟平,董超芳,刘智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[2]外加电位对X90钢及其焊缝在近中性土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响[J]. 苑洪钟,刘智勇,李晓刚,杜翠薇. 金属学报. 2017(07)
[3]油田水中阴离子及温度对P110钢腐蚀电化学行为的协同影响[J]. 邓倩,王雅婵,何维,王煦. 材料保护. 2017(05)
[4]碳钢油气输送管道不同沉积物下的腐蚀行为[J]. 喻能,高继峰,张国安,邱于兵,郭兴蓬. 工程科学学报. 2015(04)
[5]时效对17-4PH马氏体不锈钢抗应力腐蚀性能的影响[J]. 庞慧芳,付雪松,杨思泽,包翠敏,周文龙. 金属热处理. 2015(03)
[6]热处理对17-4PH马氏体不锈钢显微组织及性能的影响[J]. 邓德伟,陈蕊,田鑫,王冬颖. 金属热处理. 2013(04)
[7]应变速率对X80管线钢应力腐蚀的影响[J]. 程远,俞宏英,王莹,孟旭,孙冬柏. 材料工程. 2013(03)
[8]马氏体不锈钢热处理及其拉伸性能[J]. 刘瑞良,闫牧夫,乔英杰,傅宇东,王玲玲. 金属热处理. 2013(02)
[9]17-4PH不锈钢热处理工艺[J]. 张敏,褚巧玲. 金属热处理. 2012(09)
[10]热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响[J]. 杜大明,汪洋,白小波. 热处理技术与装备. 2012(01)
博士论文
[1]X70钢在模拟深海环境中腐蚀及应力腐蚀行为研究[D]. 杨子旋.北京科技大学 2018
本文编号：3379245
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3379245.html
