关于石油、化工、核电、海洋等领域内设备应力腐蚀开裂的报道越来越多,故对于应力腐蚀的研究变得越来越重要。溶氧量是影响深海腐蚀的最重要因素,Delanty的研究指出,缺氧环境中SCC很严重,在氧进入受限制的地方可观察到裂纹的产生,Barth也指出氧可以抑制氢损伤滞后开裂过程,裂尖氧和氢的竞争吸附是这一效应产生的根源,因此对氢在材料中所起的作用的研究具有一定意义。
深海环境是一种缺氧环境,且存在着巨大的静水压力,同时材料在服役过程中受到力的作用,静水压力与外载拉应力的协同作用下,氢的吸附、脱附及渗透过程是如何进行是一个值得研究的问题。
本工作利用渗氢实验、极化曲线测量、电化学阻抗测试及应力应变曲线测试探究了10CrSiNiCu钢在不同静水压力下的渗氢行为及在35atm静水压力与外加拉应力协同作用下的渗氢行为。研究表明:
(1)随着深海静水压力的增大, 10CrSiNiCu钢表面吸附氢原子的浓度下降,渗氢通量依次下降。尽管如此,由于深海工程的安全级别很高,渗氢对材料的损伤仍不可忽视。
(2)在一定静水压力作用下,随拉应力载荷的增大, 10CrSiNiCu钢表面能增大,表面吸附的氢原子浓度随之增大,渗氢通量依次增大。
(3)运用添加剂对材料表面阴极析氢过程进行干预可能是防止或减轻材料氢损伤的一种新途径。