在焊缝显微组织对氢扩散的影响和API X52管线钢贱金属在阴极保护

文摘

本研究的目的是评估焊缝的显微组织对氢渗透的影响和API X52贱金属在阴极保护。的微观结构分析是API X52,收到,淬火,退火,焊接区。执行的测试是在贱金属(BM)淬火贱金属(QBM),退火贱金属(ABM)和焊缝金属(WM)。使用电化学氢渗透流进行评估测试Devanathan细胞。potentiodynamic极化曲线进行了评估每个微观结构的耐腐蚀性能。所有测试土壤进行了合成解决方案NS4和NS4 +硫代硫酸钠25°C。硫代硫酸钠是用来模拟硫酸盐还原菌(SRB)。通过极化,化验证实,显微结构不影响耐蚀性。渗透测试表明,焊缝金属氢流较低比贱金属,淬火,退火。

1。介绍

伟大的挑战增加石油和天然气生产一直需要更详细的研究与钢铁管道应用程序。因此,了解钢的力学行为和微观结构1,2制造这些管道是很重要的,以确保完整性和安全的操作条件,为石油和天然气工业是非常重要的(3,4]。

它需要持续改进的钢级API X52 [5为了防止失败。汉et al。6]表明,参与制造的焊接工艺管道可能修改该地区基本金属的微观结构的热影响区(HAZ)。因此,这个地区的机械性能发生改变。

金属骨折相关的“环境诱导开裂”往往与应力腐蚀开裂(SCC)或氢脆(他)机制(7- - - - - -9]。一些研究人员认为,外部的过程裂缝附近的管道接触土壤pH值中性与他相反的鳞状细胞癌(2,4,10]。

最初的过程中他是通过材料与氢的扩散。氢渗透开始时原子氢在金属表面;因此,氢可以扩散到金属。大量的氢原子可以重组在金属成形H₂以气泡的形式,这是保留在高压下金属。此外,众所周知,起始和传播这些点的裂缝发生氢离子的浓度(11]。因此,重要的是要评估如果氢扩散发生不同通过不同的微观结构,如贱金属和焊缝金属。

在管道外,他与过度阴极电位有关实施和土壤污染的硫酸盐还原菌(SRB) [12]。孔特雷拉斯et al。13)指出,少量的H₂S是足以让他。然后,外部开裂引起的氢脆可能与SRB有关。这些细菌利用硫酸作为氧化剂,减少硫化(H₂。此外,他们还可以利用硫氧化化合物如硫代硫酸盐和亚硫酸盐甚至单质硫。在H₂这些细菌产生的年代,氢分子的原子氢复合反应迟钝,从而允许通过金属原子氢的扩散10]。

微生物腐蚀(MIC)的影响是一个主要的问题在许多行业,如石油和天然气。据徐et al。14]许多攻击的厌氧麦克风可分为两种类型的基础上,两种厌氧代谢:呼吸和发酵。因此,SRB的机制包括微生物进行有氧呼吸。例如,SRB呼吸通常使用硫酸作为终端电子受体。Venzlaff et al。15)报道,SRB获得生化能量通过减少硫酸盐(这样的增长₄)到硫化(H₂年代,商品⁻)天然有机化合物作为电子给体,这是氧化有限公司₂硫酸(也称为呼吸作用)。然而,如果国储局有接触碳钢、铁作为电子供体的呼吸(16]。然后,使用铁反应参与无氧呼吸⁰是菲−菲^{2 +}+ 2 e⁻。在缺乏氧气的情况下,电子必须接受nonoxygen氧化剂(13];因此,SRB使用₄作为氧化剂。所以₄减少到H₂年代和海关⁻通过反应⁻⁴+ 9 h⁺+ 8 e⁻=商品⁻+ H₂O。

霍洛维茨(17]显示增加的氢渗透测试过程中使用硫代硫酸钠溶液。硫代硫酸钠溶液使H的生成和稳定₂在金属表面。这些测试进行了应用阴极电位。根据Pourbaix图H₂年代,当施加阴极电位时,钢坐落在H₂S域(18]。因此,减少了硫代硫酸钠H₂美国的反应取决于潜在的应用和解决方案的pH值。

另一个问题有关他是因为钢,用于制造管道运输石油和衍生品,暴露在过度的阴极保护。因此,阴极电位对管道的外部部分促进氢还原,这成为热力学自发的在金属表面19]。布埃诺et al。4,12]报告API X46碳钢表现出降低延性只要阴极电位被实施。土壤中这种效应更明显比在NS4标准解决方案的解决方案。恶化的机制与氢的影响。甚至穿晶断裂发生在阴极条件下阳极溶解的钢可以被认为是微不足道的。

最近的研究强调了金属结构在氢渗透的影响1,2,20.),讨论了有效扩散系数。局域网et al。1]研究了氢渗透行为与低碳贝氏体钢显微组织演化的焊接件。他们表明,焊接接头的有效扩散系数是高度受到热输入的影响。这主要是由于粗化晶粒和夹杂物尺寸。公园等。(2)测试API X65的氢捕获效率和显示订单增加的铁素体/退化珠光体,铁素体/贝氏体,铁素体/针状铁素体。哈克et al。20.)表明,由于氢陷阱,X70介质带展品氢扩散系数低于标准Mn地带。这主要是由于细铁素体谷物和一个更高密度的碳氮化物的沉淀。费舍尔et al。21)表示,在特定情况下的扩散氢不能被描述在一个恒定的有效扩散系数由于氢陷阱的存在和氢的浓度梯度的大小。

本文的目的是评估组织和夹杂物的影响的易感性的氢渗透API X52碳钢(贱金属和焊缝金属)提交到阴极保护系统。不同类型的微观结构是通过热处理、淬火、退火等在不同的温度。氢渗透测试和评估相比,这些微观结构的合成改性土壤溶液NS4 +硫代硫酸钠浓度的10⁻²M。

2。方法和材料

碳材料是一个API X52管线钢在不同条件下:贱金属,如收到;焊接金属;贱金属淬火热处理后;贱金属退火热处理。化学成分的评估是由光学发射光谱学(OES)。表1显示结果在重量百分数(wt %)的化学元素出现在贱金属(BM)和焊缝金属(WM)。

样品的微观结构是由不同的热处理。贱金属被加热在900°C两个小时。然后,提交的样本淬火过程中执行解决方案的水,冰,和盐。退火样品留在烤箱,直到达到室温。所有的测试进行了一式三份。描述的标本和热处理条件表2。

金相分析和微观结构特征进行根据堵塞等。24),为了揭示微观结构表中描述的热处理后获得2。金相分析是由光学显微镜(OM、徕卡、模型DM 2500 p)和扫描电子显微镜(SEM、日立、模型TM 3000)。样本嵌入胶木、地面用碳化硅纸1200沙砾,抛光金刚石研磨膏0.25µ0.04米,和抛光µ米二氧化硅悬挂。金属表面的腐蚀是通过使用硝酸浸蚀液为2% 5秒钟。样品用于夹杂物分析评估没有化学攻击。

austenite-martensite阶段的存在是由扫描电镜检测双电解后的攻击。下面的步骤被用来攻击:最初5 g EDTA,氟化钠0.5克,和100毫升蒸馏水使用5 V 15秒;其次5 g的苦味酸和25克氢氧化钠被使用;最后,100毫升蒸馏水在使用100 V为5秒。

硬度测试进行了补充材料表征。这些规模进行洛氏B使用球体1/16′′加载100公斤,罗克韦尔C使用金刚石圆锥加载150公斤。

电化学测试执行potentiodynamic极化曲线。极化测试中使用的稳压器是AUTOLAB模型:μAutolab类型III / FRA 128 n和PGSTAT耦合到新星1:10软件的电脑。采用的扫描速率为1.0 mV·s⁻¹和潜在应用范围覆盖−1.5 V至0.5 V的值。执行的测量在室温(25°C±3°C)。电池采用的是传统的三电极电池,铂对电极,饱和甘汞参比电极(SCE),和工作电极(API X52碳钢样品)。电化学测试的标本,嵌入在寒冷的树脂,和地面用碳化硅纸600沙砾。接触面积在Devanathan细胞渗透测试的样品是0.75厘米²。极化实验,接触面积是1厘米²。

人造土壤溶液,也叫做NS4溶液,在测试期间,来模拟一个人造土壤,pH值约为8.4。解决方案是根据-帕金斯et al。25]。成分是(g / l)氯化钾:0.122,NaHCO₃:0.483,CaCl₂:0.093,MgSO₄:0.131。另外,NS4 +硫代硫酸钠合成解决方案是用于研究硫酸盐还原细菌造成的影响。这是准备浓度为10⁻²M的硫代硫酸钠标准NS4溶液。一些研究[26pH值调整到6,5 - 7,为了评估土壤特性由冒泡的混合有限公司₂和N₂。

氢渗透测试是最激进的解决方案,进行NS4 +硫代硫酸钠。氢渗透测试中使用的稳压器是AUTOLAB模型:Autolab类型III / FRA 128 N和PGSTAT耦合到新星1:10软件的电脑。Devanathan细胞用于测试使用标本2毫米的厚度。双方钢试样的接触不同的解决方案由独立的稳压器。阳极的细胞充满了1 M氢氧化钠溶液和阴极侧充满了NS4 +硫代硫酸钠溶液。对电极的阳极侧细胞是附加到计算机测量阳极电流。氢渗透测试是进行以下步骤。

(1)装配包含钢的氢渗透Devanathan细胞标本。

(2)介绍了1 M氢氧化钠溶液中阳极和系统稳定在开路电位((OCP)。

(3)阳极的应用潜力100 mV自由腐蚀电位是在阳极端直到被动阳极电流密度变得稳定,低于1 /厘米²。

(4)引入NS4溶液在阴极侧仍在开路电位20 h。

(5)应用阴极的潜力−1.5 V (ECS)做了24小时。试样采用的是平板的API X52钢抛光金刚石研磨膏,两边厚度和渗透部分区域常数。下面的阴极−1.5 V的潜在应用(OCP为了模拟进行阴极保护系统(27),一旦ISO 15589 - 1表明从值低于−1.2 V钢氢脆已经痛苦的影响。

扩散系数(),在瞬态,可以测量通过各种不同的方法,在文献中找到。在这个研究中,所使用的三种最常见的方法是:时间滞后,突破,和傅里叶计算根据文献[20.,28,29日]。

3所示。结果和讨论

3.1。化学分析

API 5 l标准(5)分类碳钢管道用于制造管道运输系统在石油和天然气工业。使用的要求的标准分为两个级别无缝和焊接管道:PSL1 PSL2。PSL1要求是一个松散的线管的标准质量,而PSL2包含额外的测试要求和严格的化学体检,以及不同的力学性能上限限制,并要求夏比冲击试验条件。根据表3,贱金属的化学要求PSL1;然而也是不一致PSL2由于碳含量限制(表1)。焊缝金属是依照PSL2化学成分的要求规范。

3.2。金相的特性

样品的金相表征进行了热处理条件表上指定2:贱金属(BM),焊缝金属(WM),退火贱金属(ABM),和淬火贱金属(QBM)。硬度测试进行补充的材料特性,如表所示4。图1光学显微镜图像显示位置金相分析。

图2介绍了接口WM与热影响区之间,显示出微观结构之间的差异。热影响区主要介绍了珠光体谷物,是影响焊接过程中产生的热量。根据Vargas-Arista et al。30.SEM分析,热影响区产生的焊接热循环显示一个复杂的再结晶组织熔合线附近,由粗粒度的铁素体形成针状铁素体,小不连续珠光体殖民地,贝氏体颗粒很少。

贱金属(图3)提出了异构分布的铁素体和珠光体与晶界定义良好的谷物。这个组织安排提供了一个中介硬度值在表4。相同的API X52钢的显微组织中发现了其他一些文献[31日,32),拥有一个ferritic-pearlitic组合。

焊缝金属的区域(图44)显示微观结构由低再结晶,可以观察珠光体组织和晶粒尺寸减少和退化珠光体区域。这个事实是讨论公园等。2),可以解释,因为退化珠光体结构,没有带型,不同于珠光体进化正常化和缓慢冷却疗法。焊缝金属的冷却速度是高于必要水平形成典型珠光体;因此碳扩散并不足以创建片状渗碳体的结构。

图5显示了热影响区(HAZ),那里是一个很好的相似性与大英博物馆的微观结构;小的区别是由于热效应引起的焊缝的沉积,这提供了一个增加晶界密度在热影响区显微组织。

扫描电子显微镜(SEM)进行了焊接接头在三个不同位置,如光学图像如图所示6。大英博物馆(图7(一)铁素体和珠光体的支配阶段)礼物。热影响区和WM(数字7 (b)和7 (c))目前阶段的铁素体和珠光体组成的马氏体/奥氏体(M / A);这个成分不能观察到光学分析(OM),称为构成M / M / A,或微阶段区域微观维度在C-Mn钢、低合金,包括细胞稳定奥氏体。Chatzidouros et al。31日)强调,多数使用热机的管线钢生产过程涉及多个加热和轧制阶段有利于形成的M /低碳钢材的成分。这种微观组成直接影响材料的韧性由于高硬度和脆弱,在高密度的不调和submicrostructure有助于形成。M / A网站大多存在于晶界铁素体和贝氏体的谷物如图7 (c);然而他们偶尔也可以观察到在之间的珠光体相渗碳体片。

观察的材料,没有化学侵蚀,透露大量的夹杂物的存在,如图8。

EDS技术被用来评估夹杂物的组成。图9显示了WM夹杂物分析。因此,夹杂物在API X52碳钢显示,除了铝和钙,重要的年代和锰的浓度。哈克et al。20.)得出结论,MnS夹杂物被认为是强大的不可逆转的诱捕地点为氢,工作如下:在钢的凝固、锰可以结合S引起MnS包裹体。夹杂物的行为/基质金属接口报告文学作为氢的强诱捕地点,因此减少氢通量材料。

热处理后,SEM分析表明,反弹道导弹(图10 ())和BM(图7(一))相同的微观结构;然而大英博物馆晶粒尺寸略有降低。这是显示BM提交的硬度就越大。淬火贱金属标本了马氏体结构,但由于低碳他们注意到一些铁氧体网站,证明在图10 (b)。热处理的变化也可以在硬度值(表4)之间有显著差异在硬度QBM和反弹道导弹。

3.3。极化

阴极和阳极极化曲线进行了为了评估组织可能影响API X52碳钢的耐蚀性。曲线得到的解决方案NS4和NS4 +硫代硫酸钠如图11,与BM和WM。阳极电流密度最高NS4 +硫代硫酸钠溶液,这可能归因于的硫代硫酸钠还原反应转化为H₂美国这使它比NS4标准更激进的解决方案。因此,电化学测试标本反弹道导弹和QBM进行只有在这种解决方案(图12和表5)。表5显示了开路电位((OCP)在每个测试条件以及电流密度的值在50 mV和100 mV (SCE)开路电位((OCP)。

所有的样品显示活跃的解散所有的测试条件。因此,任何域700 mV的钝化阳极极化并没有观察到。阴极电流密度观察到,在所有的测试中,可以归因于氢和氧的还原反应。

可能是电流密度的显著变化时发生的硫代硫酸钠添加,显示在表中5。添加硫代硫酸盐腐蚀过程得到强化,阳极电流密度增加的解决方案没有硫代硫酸钠。它证明了给出的解决方案与硫代硫酸钠腐蚀电位阳极,变得更具侵略性,这证据极化曲线的结果。

开路电位((OCP)的数据11和12和表5分析了根据Pourbaix电化学系统的平衡状态图Fe / H₂在25°C [O,18]。所有的标本,在这两种解决方案,提出了域内(OCP腐蚀和低于均衡线H / H⁺。在这种情况下,铁/铁的反应^{2 +}阳极溶解和减少氢热力学自发的。因此,所有的样品显示效果的主动解散,被腐蚀的领域内铁的溶解度^{2 +}离子,以及氢还原的反应在金属表面。此外,它是可能的注意,阳极电流密度增加与应用潜力高于50 mV和100 mV (OCP,证明所有样本呈现活跃的解散。阳极电流密度,以50和100 mV以上(OCP标本测试NS4 +硫代硫酸盐的解决方案,提出了类似的值(表5)。换句话说,可以得出结论,不同的微观结构对耐腐蚀性能没有显著影响。

3.4。氢渗透

图13介绍了渗透测试的标本。他们是由氢渗透使用积极的解决方案,即NS4 +硫代硫酸钠,已经证明在极化测试和一些作者(33- - - - - -35),作为解决合成含有SRB的土壤。渗透测试与阴极的潜在应用下面−1.5 V (OCP为了模拟进行阴极保护系统。

NS4溶液+硫代硫酸钠能够诱导氢的吸收和渗透在所有材料测试,这是用来模拟H的效果₂在合成土壤溶液。H的影响₂年代可以比作SRB的影响在相同的环境中,防止H₀变成H₂。由于硫代硫酸钠的加入,阴极侧的潜力与API X52碳钢位于域内H的稳定₂年代(图14)。因此,有一个活动的增加减少离子和氢在钢表面。

发现在文献中,有不同的因素,包括氢通过物质流。在初始阶段,渗透过程类似于静止的渗透行为,但在第二阶段逐步增加电流开始随着时间的流逝。然而,这种电流发生不同的碳钢的崛起。因此,这种差异在当前流可能是由于微观结构特征,如谷物的碳化物形态和大小分化研究条件(1,28]。

钢中氢扩散系数矩阵通常是非常小的在低温下。因此,大部分的氢被保留在单位细胞间隙但在不同站点通常称为陷阱。这些陷阱与显微结构的特性,比如混乱,接口,空缺,杂质原子,微孔洞,或任何其他晶格缺陷(19,36]。陷阱密度是扩散系数成反比20.]。

文献[37,38)提交报告,当碳钢热处理,它改变了碳化物的结构安排(Fe₃C),假设为每一个不同的形式。这些不同的形式促进渗透率大幅修改属性的扩散常数和碳钢中氢的溶解度。形成的典型的珠光体,铁素体和渗碳体(硬质合金)在层状的形状,是一种弱氢陷阱由于其连续相间作为高速公路的氢,宽松的扩散系数。这个特性在大英博物馆和反弹道导弹的原因之一,他们显示高扩散相比其他两个(图13)。另一方面一个不规则的薄的渗碳体的存在,而氢在金属作为陷阱,导致较低的扩散系数表明WM。类似的结果Ramunni et al。38]。

有文献报道称,确认Mn,年代,和其他夹杂物,如图9的原因造成的方差的氢是可溶性或扩散金属材料在室温下固体(20.,39]。换句话说,MnS夹杂物被认为是强大的不可逆转的诱捕地点为氢,被文献报道作为氢的强诱捕地点,因此降低氢通量材料。然而,这项研究没有能够直接执行的氢渗透测试将确保只有他们会影响氢渗透通量。

渗透测试的数据列在表中6,显示最高密度流和达到所需的时间,对于每个API X52碳钢微观结构改变的结果。

这些值按照其他作者(2,38,39]。这些作者报告,很多参数可以影响氢扩散到微观结构。金属内部的氢渗透不能被视为常数Devanathan单元测试期间因为氢陷阱的过程。因此,只有一个表观扩散系数可以被评估。此外,组织、夹杂物、混乱、谷物边界,颗粒形状,空缺,接口与非金属夹杂物,沉淀颗粒和空隙可以作为氢陷阱,影响运动通过材料。然后,氢扩散率与扩散过程控制的菲克定律和物化反应的氢陷阱在散装。

有效扩散系数()是一个重要的参数用于研究固体和液体的化学元素扩散矩阵。在目前的工作,所有四个不同的系数,研究了样品提交3种不同的方法来计算。的方法称为时间间隔和突破是用来估计值使用特定点的渗透曲线。傅里叶方法更复杂,一旦它使用的所有数据点的瞬态部分渗透曲线来确定 ;然而,该方法被认为是更准确的。图15显示了BM的氢渗透结果样本使用这三种方法。渗透时间用于计算由(时间间隔)和t_B(突破)在图(15日)。傅里叶方法被用来估计从图形如图15 (b)(28]。

表7总结所有收集到的数据从电化学渗透测试,所有的条件。样本,提出了更高的固定渗透电流()也显示出更高的有效扩散系数的值()。WM获得最低的有效扩散系数反弹道导弹、BM和QBM分别。

获得的值按照文献表吗8。比较表7和8,时间间隔方法的值最低 ,而突破和傅里叶方法显示出类似的价值观,QBM除外。相比之下,文学和数据显示更少的变化傅里叶方法对API X52钢生产低价值。不同的结果可能与不同的参数用于测试。也可以意味着更高的大量的使用的不同钢中合金元素成分,增加沉淀物的数量,这有助于减少氢扩散。

3.4.1。退火贱金属(ABM)

最高的氢通量发生反弹道导弹样品正如图13和表6。退火样品显微图(图中显示7)相当大的晶粒生长的铁素体和珠光体的存在形成边缘硬度的降低。因此,微观结构与大颗粒大小青睐通过金属氢流量的增加。退火组织(图7)不整合较低密度比其他样本。因此,根据哈克et al。20.),铁氧体颗粒通常显示最高的扩散系数。在晶界,珠光体不作为阻碍通量。的层状界面内的渗碳体和铁素体珠光体为氢通过创建一个简单的路径。此外,Svoboda et al。39)证实,退火热处理足以恢复大部分的缺陷,降低密度不一致,只有少量的剩余。因此,氢原子可以很容易地通过金属,这一事实也证实了汉族et al。6]。

在纯氢的扩散系数α铁(铁素体)大约是10⁻³毫米²·年代⁻¹。反弹道导弹样本获得的价值(表6)(2.28×10⁻⁴毫米²·年代⁻¹)降低是由于珠光体和夹杂物的存在。此外,它是接近发现公园等。2)(9.27×10⁻⁴毫米²·年代⁻¹),使用类似的成分。值的细微差别可以用参数之间的差异来解释用于研究;样品厚度和阴极电流密度应用方面是不同的。

3.4.2。贱金属(BM)

贱金属测试得到,显微图显示与ABM微观结构相似,主要和珠光体形成铁氧体颗粒的边缘。然而,有一个晶粒尺寸不同。因此,它是不可能确定热处理大英博物馆是什么报在其生产;然而BM粒度小于反弹道导弹,这是提交给一个热处理实验室。

较小的晶粒尺寸与反弹道导弹引起冲突的数量增加和缺陷,提高氢陷阱密度和减少扩散系数(表6)。它也观察到哈克et al。20.]。

BM第二高的氢扩散,下面只有上方的反弹道导弹和其他样品。这些结果符合Luu和吴40],作者比较了扩散系数不同的微观结构和得出结论,普通铁氧体显示值最高。汉et al。6)发现了类似的结果,得出的结论是,谷物等轴铁素体和珠光体,在BM,有利于氢的扩散系数与其他微观结构相比,由于陷阱密度低。

比较数据3和10 ()比反弹道导弹,BM小晶粒大小。根据哈克et al。20.)的铁素体晶粒尺寸小于45m可以减少氢的流动通过捕获节点和连接的三倍。然后,细颗粒可以增加氢的陷阱,从而导致较低的扩散系数。

3.4.3。淬火贱金属(QBM)

测试进行QBM(图13和表6显示较低的电流和增强的时间达到一个平稳值比反弹道导弹和BM氢渗透。类似的结果Nagu et al。37)在淬火材料马氏体interlath接口具有体心正方(BCT)矩阵,小颗粒,大颗粒边界的扩展,高密度的混乱和硬质合金/矩阵接口。因此,所有这些特征作为氢陷阱。晶界减少氢的流动,作为可逆氢陷阱网站节点和连接点(20.]。

的陷阱QBM样本有效地推迟氢气运输与ABM和BM样本。最快的冷却速率在热处理过程中促进了相变马氏体在较低温度与位错密度的增加,转换引起的体积变化(数据10 ()和10 (b))。然后,这种行为可能是由于颗粒大小的差异引起的热治疗和生成执行几个材料的结构变化。

考虑到混乱的表演作为氢陷阱,合并后的晶粒尺寸较低和较高的位错密度的影响可能导致强烈的捕获氢。众所周知,淬火样品有马氏体组织,拥有一个原子排列在体心正方(BCT)矩阵。因此,在室温下稳定阶段(铁素体和渗碳体)不能由于快速冷却,形成不同的退火样品(ABM)和贱金属(BM)存在铁素体和渗碳体的混合物(珠光体)和粒铁素体体心立方(BCC)系统(20.]。

结果符合文献,并和吴40)还表明,低渗透和扩散系数的氢发生在马氏体微观结构由于高密度的缺陷和不连续性由快速冷却。另外,有一个事实,即矩阵与碳不饱和完全扩散。因此,这些因素的组合作为强大的陷阱和显著减少氢气流。马氏体的扩散系数由古时的et al。41钢X70 1.26×10] API⁻⁵毫米²·年代⁻¹这是低于发现铁素体/珠光体,7.60×10⁻⁵毫米²·年代⁻¹。这些值是按照项目;但是它显示低一个数量级。它可以解释为更高层次的micro-allowing元素比出现在API X52钢,这可能会形成降雨雪作为强大的陷阱。Luppo和Ovejero-Garcia42)也报告了类似的结果,确定氢扩散系数达到最小值在一个新鲜马氏体的高密度晶格缺陷引入马氏体结构。因此,证实了马氏体转变充当原子扩散氢陷阱,因此氢扩散系数和渗透通量下降。

Svoboda et al。39)报道,影响氢渗透是硬度的主要因素,如果与微观结构和化学成分。有一种普遍的趋势降低扩散系数与强度的增加。然而,重要的是要注意,热处理并不能改变夹杂物的分布和化学成分在散装。然后,晶界、混乱和夹杂物不仅可以作为氢陷阱,也是物理扩散障碍通过金属(43]。

3.4.4。焊缝金属(WM)

WM样本显示最低的渗透速率的分析样品(见表6和图13)。由于融化和凝固过程中焊接、WM微观结构改变。因此,再结晶和不受控制的在热影响区(HAZ)晶粒生长,由热循环引起的,不调和的密度增加。此外,这些过程的贡献等任何因素很大微结构的变化是因为现场热发病率,增加阶段,阶段变化,降水、残余应力、不连续的矩阵,根据汉族和许多其他人et al。6]。根据Fallahmohammadi et al。43)、氢扩散减小颗粒尺寸减小。分析数据2和13相比,WM有小尺寸的颗粒微观结构,导致更少的氢渗透速率。此外,在焊接过程中,焊缝金属组织被指控,因为融化和凝固。再结晶和晶粒生长的过程发生在热影响区(HAZ)不同。然后,焊接接头可以影响不同的焊接热输入,从而改变通过焊缝金属的氢渗透行为。

结果暗示在冲突的数量增加的一个主要因素扩散系数(表的衰变6),所看到的(20.,34]。此外,夹杂物的存在有重要作用的氢。变化的微观结构和夹杂物的存在是显示在HAZ WM的金相分析,人物9。哈克et al。20.)报道,高水平的年代和5月金属锰MnS沉淀形式,这是一个强大的可逆的陷阱。他们还认为捕获网站增加内容。表3显示内容,在WM,高于BM;因此诱捕地点的数量更高。它是与WM所呈现的低扩散系数有关。

珠光体相扩散氢的主要陷阱网站(2]。这些都是位于铁素体和渗碳体之间的界面,在片状珠光体或珠光体边界。因此,大量的接口的渗碳体在贝氏体结构、谷物如图7 (c),作为一个强有力的抑制剂氢扩散。M / A选民预计是一个可逆的陷阱;然而,残留奥氏体不大幅氢陷阱。公园等。2]属性大容量减少扩散残留奥氏体和马氏体层之间的接口在M / A。

4所示。结论

实验后,电流密度不是影响微观结构的变化所提供的热治疗。这可能意味着热疗法可能不会影响耐蚀性。氢的低渗透和扩散率发生在马氏体微观结构,高密度的缺陷和不连续性由快速冷却。此外,还有的矩阵与碳不饱和完全扩散。因此,这些因素的组合作为陷阱和显著减少氢气流。另外,材料淬火马氏体interlath接口,高密度的混乱,和carbide-matrix接口;所有这些作为氢陷阱。WM样本显示最低的渗透速率的分析我们可以看到样品的扩散系数计算。它可能发生因为融化和凝固过程在焊接;焊缝金属微观结构的改变。 Therefore, the recrystallization and uncontrolled grain growth in weld metal and in the heat-affected zone (HAZ), caused by thermal cycles, increase the density of discordance. The lowest rate permeation occurred because of a huge number of discordances and inclusions that works to retard the hydrogen diffusion.

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究由CNPq财务支持,斗篷,Faperj, Fapemig。

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