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锆和钛合金材料在海水中会发现那些变化

大多数高强度工程合金材料在与氢相互作用时,其力学性能会降低。这种现象被称为氢脆(HE),当采用阴极保护措施保护浸没在水中的钢结构时,或当不同的金属在海水中偶联时,这一现象尤其值得关注。这些情况将刺激新生氢的释放,可以穿透金属表面并降低延展性。根据所涉及的合金类型,氢脆可以通过多种不同的机制发生。

电热合金


锆和钛合金材料由于材料内部形成内氢化物而发生脆化。钢和镍合金在组织内部不连续处由于氢的滞留而失去延展性。因此,如果螺栓或这些材料的其他部件在海水中的阴极保护条件下受到张力,材料通过HE会发生较快的失效。Cu-Ni-Mn-Al-Nb旋转弯曲疲劳S-N,在空气中测试与在人工海水中测试无显著差异。

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在20世纪80年代,海上镍合金材料螺栓的氢脆是一个特别的问题,石油和天然气工业通过赞助大量高强度材料的测试项目来寻求解决方案。大多数高强度合金包括镍合金,不锈钢,碳素钢和高强度铜镍合金NES 835和铜镍锰铝铌已经测试。在所有的测试材料中,Cu-Ni-Mn-Al-Nb和NES 835是唯一一直没有出现氢脆影响的材料,目前这些合金材料具有非常重要的意义。


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