【摘 要】
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为了进一步加快勘探与开发深海资源,迫切需要发展适应深海工况的系泊系统,高性能金属材料是其中的关键与基础。针对深海工况,开展系泊材料性能评价与损伤机制研究是保障各类远洋船舶与作业平台系泊系统长期安全服役的首要任务。本文采用自主设计的深海环境原位电化学/应力腐蚀实验装置,研究了22MnCrNiMo系泊链钢与316不锈钢在海深0-3000米范围内不同压力下的应力腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸试验、原位动电
【基金项目】
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国家自然科学基金（51961022、51405478）； 甘肃省自然科学基金项目（21JR7RA233）； 甘肃省教育厅“双一流”科研重点项目（GSSYLXM-03）；
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为了进一步加快勘探与开发深海资源,迫切需要发展适应深海工况的系泊系统,高性能金属材料是其中的关键与基础。针对深海工况,开展系泊材料性能评价与损伤机制研究是保障各类远洋船舶与作业平台系泊系统长期安全服役的首要任务。本文采用自主设计的深海环境原位电化学/应力腐蚀实验装置,研究了22MnCrNiMo系泊链钢与316不锈钢在海深0-3000米范围内不同压力下的应力腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸试验、原位动电位极化测试,结合腐蚀形貌及断口形貌观察,并借助SEM、EDS、XPS、EBSD、TEM等现代表征技术对两种钢材的应力腐蚀损伤开裂机制进行了探索。本文建立了深海环境金属材料腐蚀与应力腐蚀实验平台,模拟深海静水压特征环境因素并加以控制,利用配套原位高压电化学体系,评价材料耐蚀、耐应力腐蚀性能。主要研究结果如下:（1）深海静水压力加速了22MnCrNiMo钢和316不锈钢的腐蚀速率。22MnCrNiMo钢在深海环境下以均匀腐蚀为主。海水静水压升高,22MnCrNiMo系泊链钢腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增加;316不锈钢在深海环境下以点蚀为主,海水30 MPa下点蚀坑尺寸变大。（2）慢应变速率拉伸试验结果表明,两种钢的应力腐蚀敏感性都随海水静水压升高而增加,22MnCrNiMo的敏感性大于316。随海水压力升高,22MnCrNiMo的屈服强度和断裂应变大幅减小,断裂由韧性断裂向准解理断裂转变;316的屈服强度和断裂应变的减小幅度较22MnCrNiMo小,断裂特征无明显变化。（3）微观组织结构分析表明,22MnCrNiMo试样在海水30 MPa下应力集中程度更高,晶粒拉长变形,微裂纹萌生于马氏体内部,造成试样损伤开裂。深海环境下,316不锈钢金相组织塑性变形明显,部分奥氏体相转变为α’马氏体,其应力腐蚀是α’马氏体转变与钝化膜溶解、破裂的综合作用结果。
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