本文關(guān)注低合金高強(qiáng)鋼在海洋大氣環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕(SCC)問題,通過基于SCC機(jī)理的微合金元素設(shè)計(jì)來降低海洋工程中低合金高強(qiáng)鋼的SCC風(fēng)險(xiǎn)。首先采用真空冶煉和熱機(jī)械軋制技術(shù)制備了不同Nb和Sb元素含量的微合金化高強(qiáng)鋼,利用微觀組織分析、電化學(xué)和周浸實(shí)驗(yàn)評估了微合金化高強(qiáng)鋼的組織結(jié)構(gòu)和耐蝕性,隨后采用恒載荷U彎暴露實(shí)驗(yàn)和慢應(yīng)變速率拉伸(SSRT)方法重點(diǎn)分析了微合金化高強(qiáng)鋼在SO2污染海洋大氣環(huán)境中SCC行為和機(jī)理,同時(shí)通過各種表征手段闡述了 Nb和Sb微合金元素對高強(qiáng)鋼耐SCC性能的影響,最后利用電化學(xué)充氫實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究了微合金化高強(qiáng)鋼在SO2污染海洋大氣環(huán)境中預(yù)充氫條件下的抗SCC能力。研究結(jié)果表明,Nb和Sb微合金化處理對低合金高強(qiáng)鋼的微觀結(jié)構(gòu)和耐蝕性沒有負(fù)面影響,具備提升高強(qiáng)鋼在SO2污染海洋大氣環(huán)境中抗SCC能力的前提條件。Nb元素能夠減緩陰極析氫過程,抑制腐蝕初期蝕坑的形成,減輕基體表面坑底組織結(jié)構(gòu)的選擇性溶解,但難以有效地改善腐蝕后期銹層的性質(zhì);Sb元素能夠促進(jìn)Cu和Cu氧化物的沉積過程,并形成Sb2O3/Sb2O5與Cu及其氧化物聚集在銹層內(nèi)側(cè),通過與Cu元素協(xié)同作用抑制陰...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 海洋工程用低合金高強(qiáng)鋼及其服役環(huán)境特征
        2.1.1 海洋工程中低合金鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        2.1.2 海洋工程中低合金高強(qiáng)鋼的典型服役環(huán)境
    2.2 海洋大氣環(huán)境中690 MPa級低合金鋼的應(yīng)力腐蝕研究
        2.2.1 海洋工程中690 MPa級低合金鋼的成分與組織
        2.2.2 海洋大氣環(huán)境中690 MPa級低合金鋼的SCC概述
        2.2.3 SO₂污染海洋大氣環(huán)境中低合金高強(qiáng)鋼的SCC行為
    2.3 海洋工程用低合金高強(qiáng)鋼耐SCC性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.3.1 海洋工程用低合金高強(qiáng)鋼的基本設(shè)計(jì)原則
        2.3.2 海洋工程用低合金鋼耐SCC性能的合金成分調(diào)控
        2.3.3 海洋工程用低合金鋼耐SCC性能的組織結(jié)構(gòu)調(diào)控
    2.4 材料微區(qū)電化學(xué)和微觀表征技術(shù)在SCC研究中的應(yīng)用
        2.4.1 微區(qū)電化學(xué)技術(shù)
        2.4.2 材料微觀表征技術(shù)
3 微合金化對高強(qiáng)鋼微觀結(jié)構(gòu)和腐蝕電化學(xué)過程的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和溶液
        3.2.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
        3.2.3 周浸實(shí)驗(yàn)
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 材料成分及力學(xué)性能
        3.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 電化學(xué)行為
        3.3.4 大氣腐蝕行為
        3.3.5 分析與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 Nb微合金化對高強(qiáng)鋼污染海洋大氣環(huán)境SCC行為和機(jī)理的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和溶液
        4.2.2 SCC模擬實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 Nb微合金化對電化學(xué)行為的影響
        4.3.2 Nb微合金化對表面腐蝕產(chǎn)物的影響
        4.3.3 Nb微合金化對SCC行為規(guī)律的影響
        4.3.4 分析與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 Sb微合金化對高強(qiáng)鋼污染海洋大氣環(huán)境SCC行為和機(jī)理的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和溶液
        5.2.2 SCC模擬實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 Sb微合金化對電化學(xué)行為的影響
        5.3.2 Sb微合金化對表面腐蝕產(chǎn)物的影響
        5.3.3 Sb微合金化對SCC行為規(guī)律的影響
        5.3.4 分析與討論
    5.4 本章小結(jié)
6 Nb和Sb微合金化對高強(qiáng)鋼在預(yù)充氫條件下SCC行為的影響
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和溶液
        6.2.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)
        6.2.4 電化學(xué)測氫法
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 微觀結(jié)構(gòu)分析
        6.3.2 電化學(xué)行為
        6.3.3 可擴(kuò)散氫含量
        6.3.4 SCC行為規(guī)律
        6.3.5 分析與討論
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3822396