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17-4PH不锈钢的析氢行为

时间:2016-12-08 12:13:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2016-12-08讯:

17-4PH不锈钢是由铜、铌等构成的马氏体沉淀硬化不锈钢,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不锈钢好,与18-8型不锈钢类似,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,高强不锈钢结构由于具有较高的氢脆敏感性而容易发生。为了确定17-4PH不锈钢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17-4PH不锈钢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17-4PH不锈钢,其化学成分如表1所示。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,两种强度17-4PH不锈钢的热处理方式及其对应的力学性能如表2所示。 

  表17-4PH不锈钢的化学成分(质量分数,%

  

C

  Cr

  Ni

  Cu

  Si

  Mn

  Nb

  S

  P

  Fe

  0.054

  16.06

  3.84

  3.53

  0.579

  0.326

  0.213

  0.005

  0.02

  余量

  表两种17-4PH不锈钢的热处理方式及力学性能

  

试样

  热处理方式

  Rp0.2/MPa

  Rm/MPa

  A/%

  Z/%

  17-4PH高强度

  1040℃油淬+550℃空冷

  1250

  1360

  13.0

  55.5

  17-4PH低强度

  1040℃油淬+600℃空冷

  795

  1020

  16.0

  62.0

  采用电化学测试的方法评价了两种强度的17-4PH不锈钢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17-4PH不锈钢在-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17-4PH不锈钢在充氢后的氢脆系数。 

  结果表明:两种强度的17-4PH不锈钢在海水中的析氢转变电位均在-0.90V左右;低强度不锈钢的氢质量分数约为2.55×10-4%,而高强度不锈钢的氢质量分数则高达6.84×10-4%;试样充氢后,高强度不锈钢的脆性明显增加,而低强度不锈钢的脆性增加不明显,高强度不锈钢的氢脆系数远超过25%,此时材料已存在氢脆危险,而低强度不锈钢的氢脆系数约为18%左右,尚处于氢脆安全区。 




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