低合金鋼焊接接頭在海水中的腐蝕行為研究.pdf

1、低合金鋼用于制造船舶時，經(jīng)焊接加工的部位往往面臨著嚴(yán)重的腐蝕問題。焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊為制造船舶時的主要焊接方法。為了探明這三種不同焊接方法制得的低合金鋼焊接接頭在海洋環(huán)境中的實(shí)際使用性能，本文研究了焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊三種焊接接頭的微觀組織、耐海水腐蝕性能及其對應(yīng)力腐蝕的敏感性，重點(diǎn)考察了應(yīng)力腐蝕過程中的開路電位的變化與電化學(xué)噪聲特征。為低合金鋼焊接件在海洋環(huán)境中的應(yīng)用提供了理論支持和數(shù)據(jù)參考。
　　采用金相

2、顯微鏡、掃描電鏡、電化學(xué)測試和慢應(yīng)變速率試驗(yàn)等測試方法，研究了三種不同焊接方法制得的焊接接頭不同區(qū)域的組織特征及其在海水中腐蝕行為的差異。通過微觀組織觀察，發(fā)現(xiàn)母材的微觀組織為回火索氏體和少量針狀鐵素體。而三種不同焊接方法制得的焊縫金屬組織為針狀鐵素體和粒狀貝氏體，晶粒細(xì)小，且分布均勻；熱影響區(qū)的組織主要有粒狀貝氏體、回火索氏體和針狀鐵素體，晶粒大小不一，且分布不均勻。電化學(xué)阻抗譜和極化曲線測試結(jié)果表明三種焊接接頭在海水中的耐蝕性有所不

3、同，埋弧焊接頭的腐蝕電流密度最大（0.04mA/cm2），耐蝕性最差，而氣體保護(hù)焊接頭的腐蝕電流密度最?。?.025mA/cm2）,耐蝕性最好。相同焊接接頭的不同區(qū)域的腐蝕測試表明母材的耐蝕性最差，焊縫的耐蝕性最好。
　　采用電偶腐蝕試驗(yàn)來表征焊接接頭各區(qū)域之間的接觸腐蝕行為。在電偶腐蝕試驗(yàn)過程中，電偶電流基本在0μA/cm2附近波動，電偶電流出現(xiàn)多次的陰陽極反轉(zhuǎn)，表明腐蝕過程中陽極表面快速形成氧化膜，阻礙腐蝕，陽極轉(zhuǎn)變成陰極，焊

4、接接頭各區(qū)域之間的耐蝕性相差較小，表明接頭具有較低的電偶腐蝕傾向。
　　采用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)研究了焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊三種焊接接頭在海水中的應(yīng)力腐蝕敏感性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者在海水中的應(yīng)力腐蝕敏感性均較低，海水的腐蝕對試樣應(yīng)力腐蝕開裂的貢獻(xiàn)較小；但焊接方法對接頭的斷裂的位置有影響，焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊焊接接頭的斷裂位置為母材區(qū)，埋弧焊接頭的斷裂發(fā)生在熱影響區(qū)。
　　開路電位隨時間的變化曲線可用于表征慢應(yīng)變速率條件下低合金

5、鋼焊接接頭在海水中應(yīng)力腐蝕開裂過程的典型變化特征。低合金鋼焊接接頭在應(yīng)力腐蝕過程中的屈服和斷裂均可在開路電位-時間曲線上找到對應(yīng)反應(yīng)信號，但很難根據(jù)開路電位變化來準(zhǔn)確判斷應(yīng)力腐蝕的過程。
　　采用零阻電流計（ZRA）模式電化學(xué)噪聲（EN）方法研究了低合金鋼焊接接頭在慢應(yīng)變速率下的應(yīng)力腐蝕過程，運(yùn)用時域和頻域分析，得到了應(yīng)力腐蝕過程的電位和電流噪聲特征，探索了噪聲電阻（Rn）在應(yīng)力腐蝕過程中的變化，得出了判斷應(yīng)力腐蝕裂紋萌生與擴(kuò)展的