机械工程学报

作者：严春妍, 周倩雯, 张浩, 姜心怡, 易思, 张可召

单位：1. 河海大学机电工程学院 常州 213022;2. 浙江大学材料科学与工程学院 杭州 310013

关键词：X90管线钢,夹杂,显微组织,氢陷阱；

基金：国家自然科学基金(51804097)和江苏省科研与实践创新计划(B200203154)资助项目

X90管线钢在石油天然气管道中具有广泛应用前景，其焊接接头在服役过程中存在氢致开裂(Hydrogen induced cracking, HIC)倾向。采用电化学氢渗透试验和预充氢慢应变速率拉伸试验(Slow strain rate tensile test, SSRT)，对X90管线钢焊接接头的氢捕获效率和氢致开裂敏感性进行了研究。利用场发射扫描电子显微镜(Field emission scanning electronic microscope, FE-SEM)对试样断口形貌及裂纹处夹杂物进行观察和分析，采用氢微印技术(Hydrogen microprint technique, HMT)对显微组织中氢的局部分布和聚集进行分析。结果表明，不同充氢电流密度下，X90管线钢焊接接头SSRT试样的断裂位置均为焊缝，其氢致开裂敏感性明显高于母材。与X90管线钢母材相比，焊缝中氢扩散系数较小，氢浓度、可逆和不可逆氢陷阱密度均较高。焊缝中的针状铁素体、贝氏体组织晶界及其亚晶界和夹杂均是有效的氢捕获陷阱，具有较高的氢捕获效率；焊缝中尺寸大于2 μm夹杂物的数量多于母材，氢致裂纹易在富Al、富S、富Si夹杂和金属基体的界面处产生。

来源：2023年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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