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1、 1.论文的选题目的及意义22.国内外研究现状23.研究方案23.1研究内容23.2 具体实验如下:4材料的制备：4实验过程：4注意：63.3研究工艺流程73.4可行性分析81研究的理论基础82.研究的实验基础84. 论文的预期结果95 论文的工作进度安排91.论文的选题目的及意义 随着社会的不断发展进步，人们的需求正在不断增高。社会的需求不断的促使着各种材料的发展与创新，x80钢便是应景与社会需求而创造出来的产物。X80钢为高强度高韧性管线用钢，其最小屈服强度为551Mpa。在其高强度的同时，它还具有良好的低温韧性与抗腐蚀性能。作为如此综合性能良好的钢种，其应用是非常广泛的。在如今的国家性政
2、策里面，如西气东输，南水北调等大型的管道运输项目中，x80钢作为管线用钢被大量应用。但是，作为钢铁材料，其防腐蚀程序是相当重要的，特别是点蚀问题，点蚀的最初影响效果与对材料的使用并不与裂纹等危害严重，但是点蚀作为钢铁在大气中最常见也不易预防的一种危害，并且其往往是应力腐蚀开裂的发源地，而点蚀的发生与严重程度又与钢所处的温度和氯离子浓度密切相关。由此观之，在此对X80的点蚀问题的研究相当的迫在眉睫。2.国内外研究现状 在国内，x80钢的研制和开发较晚，在很长一段时间内，由于钢铁企业的设备能力限制，x80钢生产很困难，在2000年到2003年通过宝钢、武钢、鞍钢等企业的研究，对x80钢的生产已无阻
3、碍。并且通过十几年的研究，对x80钢的腐蚀性研究也在不断的突破，但是却不全面。在国外，x80钢的建设多在德国、美国等发达国家。并且其应用和生产能力较中国而言更为超前。并且，从1985年德国率先研究出x80钢以后，在过去的几十年里，对x80钢各种性能的研究和腐蚀性研究从未间断过，所以其对x80钢的掌控比中国更为全面。3.研究方案3.1研究内容 X80钢性能分析：高强度高韧性，具有良好的低温韧性和抗腐蚀能力，总的来说具有良好的综合力学性能。其合金成分如下：csiMnpsCrNiTiNbV0.0630.281.830.0110.00050.030.030.0160.0610.059点蚀：在金属表面局
4、部地区出现向纵深发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微，又叫孔蚀，是局部腐蚀的一种。点蚀原理：金属表面钝化膜局部（如拉伤、磨损、夹杂、不均匀性等）有缺陷，在钝化又受到阻止，有缺陷的区域和没有缺陷的区域电位不一样，有缺陷的部分成为活化的阳极，周围区为阴极区，形成闭塞电池，因阳极面积非常小，电流密度很大，在金属表面形成点蚀核，随后溶解下来的金属离子水解生成H+并使局部溶液的PH值下降，加剧金属的溶解，使点蚀扩大、加深，直至穿孔。 氯离子一般是点蚀的“激发剂”，因为它与金属离子的结合键较强，因而侵入钝化膜的有效离子，氯离子半径小，形成强酸溶解钝化膜，从而强烈地吸附在金属表面。铬的增加可以使钝化膜铬
5、含量，提高钝化膜化学稳定性；钝化膜下镍的富集，可以避免钝化膜的还愿，钼富集在基体的钝化膜中，都能提高钝化膜的化学稳定性。这就是不锈钢抗蚀的原理。另外，温度的高低也对点蚀有着密切的关系。此时要研究氯离子与温度对x80钢点蚀影响，我们可以通过利用电化学工作站测试出X80钢及其焊接接头在不同氯离子浓度中的点蚀极化曲线和电化学阻抗图。 在研究氯离子浓度和温度对x80钢焊接接头点蚀的影响时，我们应该采用控制变量法，分别保证在只有氯离子浓度变化，在其他条件不变的环境下研究此时x80钢的点蚀状况和只有在温度变化下，其他条件均不改变下，x80钢的点蚀情况。3.2 具体实验如下:材料的制备：1.将完好无缺陷的x
6、80钢作为母材试样；另将两块x80钢板采用手工电弧焊对接焊接，采用完好的焊接接头，并且经过检验后无焊接缺陷的焊缝作为实验材料。2.将焊缝和母材分别切割加工成为10mm*10mm工作面积试样大小，各六块，用砂纸来磨金相，得到符合标准的x80钢焊接接头的金相试样6块和母材试样6块。实验过程：1. 控制温度不变，改变氯离子浓度，利用电化学工作站测试出X80钢及其焊接接头在不同氯离子浓度中的点蚀极化曲线和电化学阻抗图；分别将3个标准的x80钢焊接接头金相试样和3个母材试样放入不同浓度的两组完全相同氯离子环境中，在多少时间后，将试样取出，通过电化学工作站的测量，测出每个试样的电极电位同电流密度的极化曲线
7、，通过分析极化曲线了解不同浓度下，极化曲线的不同，在根据电化学工作站测出的试样电化学阻抗图，分析每个试样的点蚀情况，确定不同浓度下的氯离子对x80钢焊接接头点蚀的影响和不同浓度下氯离子对x80钢点蚀的影响。2.控制氯离子浓度不变，改变温度，利用电化学工作站测试出X80钢及其焊接接头在不同温度下的点蚀极化曲线和电化学阻抗谱；分别将3个标准的x80钢焊接接头金相试样和3个母材试样放入两组相同浓度的氯离子环境中，将每组试样置于不同的环境温度。在多少时间后，将试样取出，通过电化学工作站的测量，测出电极电位同电流密度的极化曲线，通过分析极化曲线了解不同浓度下，极化曲线的不同，在根据电化学工作站测出的试样
8、电化学阻抗图，分析每个试样的点蚀情况，确定不同温度下对x80钢焊接接头点蚀的影响。3.应用扫描电子显微镜（SEM）观察X80钢及其焊接接头在不同条件下腐蚀后的表面情况； 综合分析出氯离子浓度和温度对X80钢及其焊接接头的点蚀的影响；母材试样：氯离子浓度（质量分数%）2.53.54.5点蚀程度焊接接头试样：氯离子浓度（质量分数）2.53.54.5点蚀程度母材试样：温度02040点蚀程度焊接接头试样：温度02040点蚀程度注意：焊接接头为：手工电弧焊，j421焊条（如无所需，可改变）母材与焊接接头必须要经过检验，保证没有裂纹，应力腐蚀开裂，气泡等缺陷。在做温度和氯离子浓度对试样的影响时，一定要保证
9、其他条件的相同，如杂质元素的影响，湿度，外界压力等因素的影响。要熟悉掌握好电化学工作站的应用，其测量电极曲线，电化学阻抗谱的方法，并且懂得怎样去分析点蚀电极曲线和电化学阻抗谱。也要掌握扫描电子显微镜的使用方法，分析观察试样上点蚀的特点。点蚀程度的填写在这个实验中，可以只根据这12个试样，将点蚀程度分为12级，由1到12其点蚀程度依次增加。且点蚀程度的填写不仅要根据极化曲线，还要同SEM所分析得结果相结合。3.3研究工艺流程X80钢的性能分析与点蚀行为的原理最终，将两种情况综合，得出温度和氯离子浓度对x80钢及其焊接接头点蚀的影响用SEM分析试样的点蚀情况用电化学工作站进行测量，得出每个试样极化
10、曲线与电化学阻抗谱，并分析其点蚀状况用SEM分析试样的点蚀情况在只改变氯离子浓度的条件下，进行x80钢及其焊接接头的点蚀实验在只改变温度的条件下，进行x80钢及其焊接接头的点蚀实验试样的加工与制备制定实验方案用电化学工作站进行测量，得出每个试样极化曲线与电化学阻抗谱，并分析其点蚀状况将两种情况综合分析得出氯离子浓度对x80钢及其焊接接头点蚀的影响将两种情况综合分析得出温度对x80钢及其焊接接头点蚀的影响3.4可行性分析1研究的理论基础 点蚀原理：金属表面钝化膜局部（如拉伤、磨损、夹杂、不均匀性等）有缺陷，在钝化又受到阻止，有缺陷的区域和没有缺陷的区域电位不一样，有缺陷的部分成为活化的阳极，周围
11、区为阴极区，形成闭塞电池，因阳极面积非常小，电流密度很大，在金属表面形成点蚀核，随后溶解下来的金属离子水解生成H+并使局部溶液的PH值下降，加剧金属的溶解，使点蚀扩大、加深，直至穿孔。电化学腐蚀原理：不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。 在x80钢表面，由于外界电解质溶液的吸附，使x80钢表面上能形成原电池结构，从而使金属失去电子溶解在电解质中。此时又使电解质溶液的离子浓度增加，又进一步加快点蚀。其中，氯离子对点蚀有特殊作用，而温度又能影响离子的能量，对点蚀可能会有影响。各种原理均说明x80钢的点蚀均会发生，且各个原理也均很完善，因此可以进行此实验。2
12、.研究的实验基础 实验所需的各种仪器及材料在本学院均有提供，因此可以开展此实验。4. 论文的预期结果1.得到在温度不变的情况下，X80钢及其焊接接头在不同氯离子浓度中的点蚀极化曲线和电化学阻抗谱；2.得到在氯离子浓度不变，X80钢及其焊接接头在不同温度下的点蚀极化曲线和电化学阻抗谱；3.结合SEM得到的腐蚀后的形貌图片，分析出氯离子和温度对X80钢及其焊接接头影响点蚀的机理；4.顺利完成英文文献的翻译；5.撰写好毕业论文。5 论文的工作进度安排1.查阅文献，了解有关X80钢及其焊接接头点蚀、点蚀电化学的国内外现状，以及对x80钢进行分析第一周-第三周2.论文开题报告、答辩第四周3.实验前期准备阶段第四周-第五周4.开展温度和氯离子对X80钢及其焊接焊接头点蚀影响的研究第六周-第十一周5.试验数据的处理与分析并针对结果的疑点进行补充实验第十二周-第十四周6.撰写论文第十五周7.准备论文答辩第十六周
