氢对碲处理的38MnVS6非调质钢点蚀机理的影响

Te处理的广泛应用得益于其可以有效改善夹杂物的形状，常用于工业生产非调质钢。非调质钢作为管线钢应用时，抗氢性能是一个重要指标。一方面，管内油气通常含有大量H2S，另一方面，在长期的阴极保护下，氢也会从外侧进入管线钢。这些氢通常被钢中夹杂等缺陷所捕获，可能复合生成H2，产生内压，导致氢鼓泡甚至氢致裂纹的出现。当管线钢应用于碱性土壤时，尽管表面处于钝化区，但在侵蚀性离子的作用下，依然可能发生点蚀。

本文研究了氢对碲改性处理的38MnVS6非调质钢点蚀行为的影响。氢主要在夹杂物与基体的界面处聚集，大大降低了界面处Volta电位，形成了低Volta电位区。氢的存在会提供额外的H+，进一步降低凹坑局部pH值，使点蚀坑更容易满足稳态生长的临界条件。充氢样品的点蚀电位降低。样品经12 h的充氢处理后，氢鼓泡逐渐增多增大，氢鼓泡周围的局部应力水平更高，经过动电位极化测试后的点蚀形貌，可以发现在氢鼓泡周围形成了点蚀坑。氢鼓泡周围的局部应力水平较高，从而会激活氢鼓泡周围新的位错，增加移动位错的密度，在局部区域形成高密度晶格畸变区。根据Gutman的电化学-机械相互作用理论，在应力的作用下电化学势随着塑性应变的增加而降低，表明应力的增大可以促进该区域的电化学活性提高。因此高密度晶格畸变意味着氢鼓泡周围存在高能活化区，这些高能活化区在侵蚀性环境中极易发生溶解，进而产生点蚀。

上述结果以“Effect of hydrogen on the pitting mechanism of tellurium-modified 38MnVS6 Non-quenched and Tempered steel in alkaline NaCl solution”为题发表于《Corrosion Science》期刊上，上述研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2024.112195

Updated on Aug. 20, 2024.

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