雙相不銹鋼的氫滲透行為除了(le)受組(zu)織結(jie)構的影響,還會因(yin)鋼所處環境因(yin)素的不同而發生變化。事實上環境因(yin)素對在線亞洲日產一區二區:雙相不銹鋼氫滲透行為的(de)作用也是通(tong)過改變H滲入材料的(de)難易程度來影響氫滲透行為的(de)。在線亞洲日產一區二區:2507雙相不銹鋼以其優異的(de)(de)力學(xue)性能和耐腐蝕性能在(zai)石(shi)油和天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)井中(zhong)得到廣泛的(de)(de)應用(yong),但是近年來石(shi)油和天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)儲存(cun)量逐漸(jian)降低,而需求量不斷升高,這就導致(zhi)人(ren)們向更深處開發石(shi)油和天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)井。由(you)于石(shi)油和天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)井中(zhong)含(han)有(you)大(da)量的(de)(de)硫(liu),很容易使鋼結構(gou)設備(bei)造成嚴重破壞及發生(sheng)斷裂(lie)等現象,因(yin)而雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的(de)(de)使用(yong)環(huan)境變(bian)得更加(jia)苛刻,實(shi)際運用(yong)中(zhong)對(dui)雙(shuang)相(xiang)鋼的(de)(de)性能要(yao)求也逐漸(jian)增高。因(yin)此,本節(jie)氫滲(shen)透(tou)實(shi)驗中(zhong)研究了固溶態為1050℃的(de)(de)2507雙(shuang)相(xiang)不銹鋼在(zai)0.4MHCI溶液以及含(han)有(you)0.5M硫(liu)離子(zi)(zi)的(de)(de)0.4MHCl溶液中(zhong)的(de)(de)氫滲(shen)透(tou)行為,將兩者進(jin)行比較(jiao),進(jin)而分析硫(liu)離子(zi)(zi)對(dui)2507雙(shuang)相(xiang)不銹鋼氫滲(shen)透(tou)行為的(de)(de)影響。


  固溶態為1050℃的2507雙相不銹鋼在0.4MHCI溶液以及含有0.5mol/LS2-的0.4MHCl溶液中的氫滲透曲線如圖6.12所示。從圖6.12能夠獲得2507雙相不銹鋼在這兩種溶液中的陽極電流都隨時間的延長而升高,即表明材料中的氫含量隨著時間的延長而升高,并且硫離子的存在使氫原子從鋼的陰極面進入陽極面變得容易,即硫離子降低了DSS2507的抗氫脆能力。鋼在不同濃度硫離子溶液中的t和D值(根據式(6.1)計算所得)如表6.2所列。從表6.2能夠很清晰地看,到S2-使試樣陰極側產生的氫原子中第一個氫原子開始從氫滲透薄膜試樣的陰極側滲透到陽極側的時間變短,在氫滲透曲線上表現為陽極電流開始上升的時間變短,硫離子濃度為0M時t為29548s、硫離子濃度升高為0.5M時t,減小為15078s,減小了14470s;從氫擴散系數(D)的角度看,其值的大小能夠反映鋼溶解氫含量的大小,即氫平衡固溶量的大小,當氫擴散系數(D)值較小時表明鋼的氫平衡固容量較大能夠溶解更多的氫,DSS2507的耐氫脆性能也更優;而當氫擴散系數(D)值較大時,則表明鋼的氫平衡固容量較小,能夠溶解氫的含量減少,鋼的耐氫脆性能相對減弱。從表6.2能夠獲得硫離子濃度為0.5M時D值是1.08×10-10c㎡/s,明顯大于S2-濃度為0M時的D值5.53×10-11(c㎡/s),且高出一個數量級。這表明硫離子的存在增強了DSS2507的氫脆敏感性。


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  氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)生主要是(shi)因(yin)為處在晶(jing)格間隙位置且(qie)半徑(jing)較小的(de)(de)(de)(de)(de)H,在其(qi)周邊應力的(de)(de)(de)(de)(de)影響下向材(cai)料存(cun)在缺陷的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域或(huo)者向材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋尖(jian)端處富集(ji)、降低了(le)原(yuan)子(zi)(zi)間的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)力、促進了(le)裂紋尖(jian)端的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料發(fa)生脆(cui)(cui)化現象。也可以說氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)(de)(de)產生是(shi)一個陰(yin)極析氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng),如圖6.13所示。在材(cai)料陰(yin)極面形成的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)原(yuan)子(zi)(zi)或(huo)者氫(qing)(qing)(qing)分子(zi)(zi)在滲透吸附或(huo)者原(yuan)子(zi)(zi)運動的(de)(de)(de)(de)(de)影響下與材(cai)料發(fa)生作用,最終導致金屬的(de)(de)(de)(de)(de)性能發(fa)生變化產生脆(cui)(cui)化,氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附量越多對材(cai)料產生的(de)(de)(de)(de)(de)影響越高。


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  其中,在陽極反應中形成的硫化物還會以FeS2、Fe3S4、FeS1-χ等形式出現。反應過程中的硫離子降低了DSS2507雙相不銹鋼原子之間的結合力,促進DSS2507雙相不銹鋼發生陽極溶解,同時陽極溶解過程中產生的電子移動到鋼表面促進了氫的生成。此外,電化學反應中生成的硫化物吸附在鋼表面,導致陰極反應過程中生成的氫原子不容易重新組合成分子氫散出去,導致氫向DSS2507雙相不銹鋼中滲入并在DSS2507雙相不銹鋼的缺陷處以及裂紋尖端處富集,導致鋼材產生脆化現象。意大利學者F.Zucchi通過研究酸性人造海水環境中硫離子對雙相不銹鋼氫脆敏感性的影響,也指出硫離子可以減小原子氫合成氫氣的速度,增加氫在鋼表面的吸附量,并且氫能夠被鋼吸收,其實驗結果表明硫離子的體積分數為1.0×10-6時雙相不銹鋼的氫脆敏感性得到增強。


  綜上所(suo)述(shu),2507雙相(xiang)不銹(xiu)鋼在硫離子(zi)的作用下氫(qing)脆敏感性升(sheng)高(gao)、耐氫(qing)脆性能降低。


浙江至(zhi)德鋼業(ye)有限公司對微觀組織、硫(liu)離子以及鉬(mu)酸(suan)根離子這三(san)個因(yin)素進行(xing)單(dan)因(yin)素實驗(yan),通過(guo)電化(hua)學氫(qing)滲透(tou)實驗(yan)測試方法探(tan)究和分析了2205和2507雙(shuang)相不銹(xiu)鋼在這三(san)種因(yin)素影響(xiang)下的氫(qing)滲透(tou)行(xing)為,所得(de)主要結論(lun)如(ru)下:


  1. 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼氫(qing)(qing)擴散系數隨(sui)固(gu)溶處理溫(wen)度的(de)上升表現為逐漸(jian)變(bian)大的(de)趨勢(shi),氫(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感性提高,耐氫(qing)(qing)脆(cui)性能降(jiang)低。主要是(shi)由于固(gu)溶熱處理溫(wen)度的(de)增高導致奧氏體(γ)相含量降(jiang)低,導致氫(qing)(qing)在DSS2507 中的(de)溶解度降(jiang)低、氫(qing)(qing)擴散系數變(bian)大。


  2. 對雙相不銹鋼單一相氫滲透的研究表明,隨著固溶溫度的升高,2205雙(shuang)相不銹鋼的氫擴散系數增加,單一相奧氏體的氫擴散系數減小,奧氏體作為“氫陷阱”阻礙氫擴散。單一相鐵素體的氫擴散系數增加,導致材料氫脆敏感性增加。


 3. 硫離子降低(di)了(le)原(yuan)子氫(qing)(qing)合成(cheng)氫(qing)(qing)氣的(de)速度、增(zeng)加(jia)了(le)鋼表面(mian)氫(qing)(qing)的(de)吸附量,導致(zhi)2507雙相不銹鋼在(zai)硫離子的(de)作用下氫(qing)(qing)脆敏(min)感性升高(gao)、耐氫(qing)(qing)脆性能降低(di)。


 4. MoO2-4通過與氫原子的競爭吸附作用,對氫在雙相不銹鋼中的擴散有著一定的抑制作用,進而能夠降低雙相不銹鋼的氫脆敏感性、能夠增強鋼的抗氫脆性能。