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Cr5Mo钢管氢脆发生的主要原因

浏览次数:185 次 发布日期:2019-01-14 09:54:18 信息来源:山东省龙川钢管制造秒速时时彩|http://lezhiit.com
 
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标签: Cr5Mo钢管

Cr5Mo钢管氢脆发生的主要原因

钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。

Cr5Mo钢管中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字"1",例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV",前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。
高级优质钢应在钢号最后加"A",以区别于一般优质钢。
专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。
合金管与无缝管两者既有关系又有区别,不能混为一谈。
Cr5Mo钢管是钢管按照生产用料(也就是材质)来定义的,顾名思义就是合金做的管子;而无缝管是钢管按照生产工艺(有缝无缝)来定义的,区别于无缝管的就是有缝管,包括直缝焊管和螺旋管。

在材料的冶炼过程和Cr5Mo钢管的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入Cr5Mo钢管内部的微量氢(10—6量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。在尚未出现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到200℃以上数小时,可使内氢减少)恢复Cr5Mo钢管的性能。因此内氢脆是可逆的。

以下几种效应是氢脆发生的主要原因:
  在Cr5Mo钢管凝固的过程中,溶入其中的氢没能及时释放出来,向Cr5Mo钢管中缺陷附近扩散,到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集,从而产生巨大的内压力,使金属发生裂纹.
  在石油工业的加氢裂解炉里,工作温度为300-500度,氢气压力高达几十个到上百个大气压力,这时氢可渗入Cr5Mo钢管中与碳发生化学反应生成甲烷. 甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核,长大,并产生高压导致Cr5Mo钢管损伤.
  在应力作用下,固溶在Cr5Mo钢管中的氢也可能引起氢脆.Cr5Mo钢管中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的,称为晶格.氢原子一般处于金属原子之间的空隙中,晶格中发生原子错排的局部地方称为位错,氢原子易于聚集在位错附近.金属材料所外力作用时,材料内部的应力分布是不均匀的,在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中.在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域.由于氢和Cr5Mo钢管原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱,这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展,导致了脆断. 另外,由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形,从而产生裂纹并扩展. 还有,在晶体中存在着很多的微裂纹,氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面,使表面能降低,因此裂纹容易扩展.
  某些Cr5Mo钢管与氢有较大的亲和力,过饱和氢与这种Cr5Mo钢管原子易结合生成氢化物,或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物.氢化物是一种脆性相组织,在外力作用下往往成为断裂源,从而导致脆性断裂.

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