X70管线钢激光冲击强化工艺及抗应力腐蚀性能研究
发布时间：2021-10-01 05:23
随着国家工业的高速发展,我国对于石油及天然气的需求量也与日俱增。X70管线钢作为一种高钢级管线钢,被大量运用于我国“西气东输”工程中。由于X70管线钢的服役环境中包含许多酸性气体及物质,其非常容易发生应力腐蚀开裂,造成重大事故,因此研究如何提升X70管线钢的抗应力腐蚀性能具有重要的实际意义。激光冲击强化作为一种新型表面处理方法,其能够在材料表面诱导一定深度的残余压应力,同时优化微观组织结构,从而提升材料的抗应力腐蚀性能。本文以X70管线钢为研究对象,采用不同层数的激光冲击方式,通过慢应变速率拉伸试验,观察并研究了断口形貌、力学性能及微观组织,分析了不同层数激光冲击对X70管线钢抗应力腐蚀性能的影响,阐明了激光冲击强化处理能够提升X70管线钢抗应力腐蚀性能的内在机理。主要研究工作如下:（1）通过慢应变速率拉伸试验,研究了不同激光冲击层数以及不同腐蚀溶液浓度对X70管线钢抗应力腐蚀性能的影响。结果表明X70管线钢在腐蚀溶液中具有应力腐蚀敏感性,且浓度越高,材料的应力腐蚀敏感性越强。激光冲击强化处理增大了X70管线钢的极限抗拉强度,延长了其失效时间,提升了其抗应力腐蚀性能。在相同激光能量下,...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油气管道中的应力腐蚀开裂破坏现象Fig.1.1Thefailureofstresscorrosioncrackinoilandgaspipelines
国等其他国家也做过大量的统计，由湿态应力腐蚀开裂的占比高达 60 %，处于各类的频繁性以及其对环境、工业生产等造成。(Stress Corrosion Cracking, SCC)是指材料境中以及在远低于屈服强度的外加应力条般毫无征兆，属于一种由环境引起的低应生应力腐蚀开裂时必须具备三要素，如图定的腐蚀环境以及拉应力，三者之间相互蚀开裂。一般情况下，材料内部的拉应力影响，使得材料容易发生应力腐蚀开裂，。
Fairand 等人采用了大功率的激光脉冲对金属材料表面进行处理，发现激光冲击可以改善材料的微观结构，同时获得了更好的性能，这导致了人们对激光冲击强化技术应用于实际工业工程中的深入探索。随着时代的发展，这项技术变得越来越重要。上世纪末 90 年代，美国的劳伦斯利佛莫尔国家实验室对激光冲击强化进行了相关的实验验证，并将其运用于航空及军事领域，比如汽轮机叶片、波音 737 客机、F119 战斗机叶片等，如图 1.3 所示。研究结果表明，在经过激光冲击强化后，飞机发动机叶片的疲劳寿命得到了明显提升，从而提升了飞机的发动机服役寿命[7]。由于激光冲击强化在航空军事领域的实际应用，人们发现了激光冲击强化具有很大的潜在价值，于是激光冲击强化技术作为一种新型的表面强化处理方法被人们广泛应用于工业工程中，推动实际工程运用向着高效便捷的方向发展。21 世纪初，美国军方、美国联邦航空管理局、激光冲击技术应用公司等对激光冲击强化进行了大量的应用研究，将激光冲击强化用来提升航空航天的关键零部件服役寿命，同时对战斗机受损的叶片进行修复。
【参考文献】：
期刊论文
[1]强激光冲击对7075铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响[J]. 王江涛,张永康,陈菊芳,周金宇,卢雅琳,张朝阳. 中国激光. 2015(12)
[2]中国制造业的核心能力、功能定位与发展战略——兼评《中国制造2025》[J]. 黄群慧,贺俊. 中国工业经济. 2015(06)
[3]激光冲击AZ31镁合金抗腐蚀性能研究[J]. 李兴成,张永康,卢雅琳,陈菊芳,周金宇. 中国激光. 2014(04)
[4]激光冲击次数对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢高周疲劳性能的影响[J]. 汪诚,赖志林,何卫锋,薛彦庆,周留成. 中国激光. 2014(01)
[5]双面激光同时冲击AM50镁合金板料的厚度分析[J]. 罗开玉,陈起,吕刺,刘娟,林通. 中国激光. 2014(01)
[6]激光冲击对X70管线钢焊接接头H2S应力腐蚀断口的影响[J]. 孔德军,吴永忠,龙丹. 焊接学报. 2011(10)
[7]激光冲击处理对X70管线钢焊接接头力学性能的影响[J]. 孔德军,周朝政,胡爱萍. 吉林大学学报(工学版). 2011(05)
[8]激光冲击处理对X70管线钢焊接接头H2S应力腐蚀影响[J]. 孔德军,吴永忠,龙丹,周朝政. 中国腐蚀与防护学报. 2011(02)
[9]应变速率对X70管线钢应力腐蚀行为的影响[J]. 孙齐磊,曹备,吴荫顺. 钢铁研究学报. 2009(09)
[10]西气东输二线X80级管线钢的开发和应用[J]. 王茂堂,何莹,王丽,苏丽珍,牛冬梅,李桂芝. 电焊机. 2009(05)
博士论文
[1]激光喷丸强化铝合金的疲劳裂纹扩展特性及延寿机理研究[D]. 黄舒.江苏大学 2012
[2]激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D]. 鲁金忠.江苏大学 2010
[3]湿H2S环境下防喷器用钢应力腐蚀分析及其机理研究[D]. 付春艳.西南石油大学 2010
[4]X70管线钢和304不锈钢应力腐蚀与磁记忆效应的相关性研究[D]. 胡钢.北京化工大学 2005
[5]国产X70管线钢及其焊接接头的硫化氢腐蚀性能研究[D]. 李云涛.天津大学 2003
[6]典型压力容器用钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂研究[D]. 卢志明.浙江大学 2003
硕士论文
[1]AZ31B镁合金中强激光诱发冲击波的实验研究及数值模拟[D]. 于水生.江苏大学 2010
[2]AZ91镁合金激光冲击力学性能及表层材料结构变化效应研究[D]. 裴旭.江苏大学 2010
[3]硝酸盐复杂环境中X70钢的应力腐蚀试验研究[D]. 王博.浙江工业大学 2009
本文编号：3417240
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油气管道中的应力腐蚀开裂破坏现象Fig.1.1Thefailureofstresscorrosioncrackinoilandgaspipelines
国等其他国家也做过大量的统计，由湿态应力腐蚀开裂的占比高达 60 %，处于各类的频繁性以及其对环境、工业生产等造成。(Stress Corrosion Cracking, SCC)是指材料境中以及在远低于屈服强度的外加应力条般毫无征兆，属于一种由环境引起的低应生应力腐蚀开裂时必须具备三要素，如图定的腐蚀环境以及拉应力，三者之间相互蚀开裂。一般情况下，材料内部的拉应力影响，使得材料容易发生应力腐蚀开裂，。
Fairand 等人采用了大功率的激光脉冲对金属材料表面进行处理，发现激光冲击可以改善材料的微观结构，同时获得了更好的性能，这导致了人们对激光冲击强化技术应用于实际工业工程中的深入探索。随着时代的发展，这项技术变得越来越重要。上世纪末 90 年代，美国的劳伦斯利佛莫尔国家实验室对激光冲击强化进行了相关的实验验证，并将其运用于航空及军事领域，比如汽轮机叶片、波音 737 客机、F119 战斗机叶片等，如图 1.3 所示。研究结果表明，在经过激光冲击强化后，飞机发动机叶片的疲劳寿命得到了明显提升，从而提升了飞机的发动机服役寿命[7]。由于激光冲击强化在航空军事领域的实际应用，人们发现了激光冲击强化具有很大的潜在价值，于是激光冲击强化技术作为一种新型的表面强化处理方法被人们广泛应用于工业工程中，推动实际工程运用向着高效便捷的方向发展。21 世纪初，美国军方、美国联邦航空管理局、激光冲击技术应用公司等对激光冲击强化进行了大量的应用研究，将激光冲击强化用来提升航空航天的关键零部件服役寿命，同时对战斗机受损的叶片进行修复。
【参考文献】：
期刊论文
[1]强激光冲击对7075铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响[J]. 王江涛,张永康,陈菊芳,周金宇,卢雅琳,张朝阳. 中国激光. 2015(12)
[2]中国制造业的核心能力、功能定位与发展战略——兼评《中国制造2025》[J]. 黄群慧,贺俊. 中国工业经济. 2015(06)
[3]激光冲击AZ31镁合金抗腐蚀性能研究[J]. 李兴成,张永康,卢雅琳,陈菊芳,周金宇. 中国激光. 2014(04)
[4]激光冲击次数对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢高周疲劳性能的影响[J]. 汪诚,赖志林,何卫锋,薛彦庆,周留成. 中国激光. 2014(01)
[5]双面激光同时冲击AM50镁合金板料的厚度分析[J]. 罗开玉,陈起,吕刺,刘娟,林通. 中国激光. 2014(01)
[6]激光冲击对X70管线钢焊接接头H2S应力腐蚀断口的影响[J]. 孔德军,吴永忠,龙丹. 焊接学报. 2011(10)
[7]激光冲击处理对X70管线钢焊接接头力学性能的影响[J]. 孔德军,周朝政,胡爱萍. 吉林大学学报(工学版). 2011(05)
[8]激光冲击处理对X70管线钢焊接接头H2S应力腐蚀影响[J]. 孔德军,吴永忠,龙丹,周朝政. 中国腐蚀与防护学报. 2011(02)
[9]应变速率对X70管线钢应力腐蚀行为的影响[J]. 孙齐磊,曹备,吴荫顺. 钢铁研究学报. 2009(09)
[10]西气东输二线X80级管线钢的开发和应用[J]. 王茂堂,何莹,王丽,苏丽珍,牛冬梅,李桂芝. 电焊机. 2009(05)
博士论文
[1]激光喷丸强化铝合金的疲劳裂纹扩展特性及延寿机理研究[D]. 黄舒.江苏大学 2012
[2]激光冲击强化铝合金力学性能及微观塑性变形机理研究[D]. 鲁金忠.江苏大学 2010
[3]湿H2S环境下防喷器用钢应力腐蚀分析及其机理研究[D]. 付春艳.西南石油大学 2010
[4]X70管线钢和304不锈钢应力腐蚀与磁记忆效应的相关性研究[D]. 胡钢.北京化工大学 2005
[5]国产X70管线钢及其焊接接头的硫化氢腐蚀性能研究[D]. 李云涛.天津大学 2003
[6]典型压力容器用钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂研究[D]. 卢志明.浙江大学 2003
硕士论文
[1]AZ31B镁合金中强激光诱发冲击波的实验研究及数值模拟[D]. 于水生.江苏大学 2010
[2]AZ91镁合金激光冲击力学性能及表层材料结构变化效应研究[D]. 裴旭.江苏大学 2010
[3]硝酸盐复杂环境中X70钢的应力腐蚀试验研究[D]. 王博.浙江工业大学 2009
本文编号：3417240
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