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有关碳化铬20Mn23AiV无磁钢板的析氢行为

作者: 发布于:2019-11-11 08:22:32 点击量:

20Mn23AiV无磁钢板是由铜、铌等构成的马氏体沉淀硬化耐磨管,其含碳量低,强度高,抗腐蚀性和可焊性均比一般的马氏体型20Mn23AiV无磁钢板好,与18-8型耐磨管类似,热处理工艺简单,切削性好,具有很好的成形性能和良好的焊接性,可通过不同的热处理制度获得不同强度等级的合金材料,通常作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用,目前已经被大量推广运用于具有一定耐蚀要求的高强度零部件,如阀门、轴类、汽轮机零件等。

在应用过程中,尤其是在含氢环境下,高强20Mn23AiV无磁钢板结构由于具有较高的氢脆敏感性而容易发生。为了确定20Mn23AiV无磁钢板在服役环境中的氢脆安全,本工作通过电化学测试和慢应变速率试验等方法研究了两种强度20Mn23AiV无磁钢板在阴极极化下的析氢行为及其氢脆敏感性变化规律。

试验材料为20Mn23AiV无磁钢板。试样采用非真空电渣重熔工艺冶炼,通过不同的热处理方式,获得不同强度的合金材料。采用电化学测试的方法评价了两种强度的20Mn23AiV无磁钢板在海水中的阴极极化行为;采用充氢试验研究了两种强度的20Mn23AiV无磁钢板在-1.1V(SCE)电位下阴极极化15d后的含氢量;采用慢应变速率试验研究了两种强度20Mn23AiV无磁钢板在充氢后的氢脆系数。

结果表明:两种强度的20Mn23AiV无磁钢板在海水中的析氢转变电位均在-0.90V左右;低强度耐磨管的氢质量分数约为2.55×10-4%,而高强度耐磨管的氢质量分数则高达6.84×10-4%;试样充氢后,高强度20Mn23AiV无磁钢板的脆性明显增加,而低强度20Mn23AiV无磁钢板的脆性增加不明显,高强度20Mn23AiV无磁钢板的氢脆系数远超过25%,此时材料已存在氢脆危险,而低强度20Mn23AiV无磁钢板的氢脆系数约为18%左右,尚处于氢脆安全区。


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