耐海水高強螺栓材料比較研究.pdf

1、應用于海洋環(huán)境中的螺栓是關(guān)系到海洋設備安全的重要部件，由于其受到的應力復雜，需要較高的強度及塑韌性。又由于其直接接觸海水，要求其具有較高的耐蝕性。另外，由于陰極保護裝置的存在，使氫脆破壞變成其主要的失效方式之一。因此，篩選出適合于海洋環(huán)境的螺栓材料具有重要的應用價值。本論文以Inconel725合金為主要研究對象，并把與它結(jié)構(gòu)性能相似的Inconel718合金和目前應用于海洋環(huán)境中螺栓所使用的主要材料0Cr16Ni5Mo，進行力學及耐蝕

2、性能比較研究，為其作為螺栓材料應用于海洋環(huán)境的可行性提供科學依據(jù)。
　　 Inconel725合金是典型的沉淀強化型合金，為面心立方(FCC)結(jié)構(gòu)，對氫脆的敏感性較低。論文采用掃描透射電子顯微鏡(STEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、逐級加力拉伸法、電化學測試技術(shù)、Gleeble熱變形試驗等測試方法和Thermo-Calc熱力學計算等研究手段，從力學性能、微觀結(jié)構(gòu)、相分析、點蝕及氫脆機理等方面，來研究Inconel725合金的組

3、織及性能。
　　 研究結(jié)果表明，Inconel725合金的主要強化機制為γ'/γ"相的沉淀強化和細晶強化，合金的強度主要由γ'/γ"相數(shù)量及顆粒間距決定，數(shù)量越多，間距越小，強度越大。合金的塑性主要由δ相析出的數(shù)量決定，δ相不利于塑性的提高。另外δ相數(shù)量對晶粒尺寸也有密切關(guān)系，其對晶粒的釘扎作用不利于晶粒的長大。δ相在996℃固溶1.5h仍有極少在晶界以顆粒狀析出，在1040℃固溶1h后完全溶于基體。選取適當?shù)臒崽幚砉に嚹苡行p

4、少δ相析出。
　　 研究表明，Inconel725合金與Inconel718合金的點蝕都起源于塊狀析出的MC型碳化物。溫度對Inconel725合金的點蝕影響不大，其點蝕臨界溫度高達90±3℃。δ相的析出會降低Inconel718合金的耐點蝕性能。通過對氫脆臨界值的測定可以得到Inconel718合金的耐氫脆性能較優(yōu)于Inconel725合金，氫脆引起的強度損失率分別為27％和31.6％，而0Cr16Ni5Mo的強度損失率為54

5、.2％，說明其耐氫脆性能相比前兩者較差。
　　 Inconel718的最佳塑性溫度區(qū)為900-950℃，Inconel725的最佳塑性溫度區(qū)為950-1000℃;Inconel725合金的最佳加工溫度范圍為1100℃-1150℃，應變速率范圍為0.1-1s-1，熱變形激活能為240.34kJ/mol。
　　 通過對Inconel725、Inconel718與0Cr16Ni5Mo三種材料力學性能，耐點蝕及耐氫脆性能的比較可