【学术成果】邢潇副教授在管线钢氢脆机理方面取得重要进展

发布者:郑健发布时间:2024-04-11浏览次数:300

近日,我院油气储运工程专业邢潇副教授在管线钢氢脆机理方面取得重要进展,相关研究成果《氢致ɑ-Fe塑性变形和开裂的分子动力学模型》(Molecular dynamics modeling of hydrogen-induced plastic deformation and cracking of ɑ-iron)发表在《Journal of Material science & Technology》,《温度对X70管线钢氢脆的影响》(Study of temperature effect on hydrogen embrittlement in X70 pipeline steel)发表在《Corrosion Science》。《Journal of Material science & Technology》和《Corrosion Science》均为材料领域的顶级期刊,目前影响因子分别为10.9和8.3。论文第一作者均为邢潇副教授,通讯作者为邢潇副教授和加拿大卡尔加里大学程玉峰院士以及阿尔伯塔大学张豪教授联合通讯,第二作者为硕士研究生李凤英和庞智文,中国石油大学华东第一通讯单位,该研究得到国家自然科学基金面上项目、中石油科技创新基金以及科技部高级外国专家项目的资助。

 

 

高强度钢氢脆敏感性较强主要是由于内部晶体结构多为体心立方结构,环境温度变化会影响管道表面的吸附氢浓度,氢脆成为管道安全运行的关键障碍。但迄今为止,关于温度对管道钢氢脆敏感性影响的研究还很缺乏,且氢浓度对位错行为的作用仍存在争议。

 

两种氢浓度下的氢原子分布及不同位置处晶界的均方位移

 

氢原子在试样表面的吸附和解吸影响因素示意图

 

氢致裂纹轴向观察和温度阈值确定

为阐明上述问题,利用分子动力学模拟、慢应变速率拉伸实验以及电子背散射衍射研究了温度和氢浓度对管线钢的开裂和位错行为的影响机理。研究提出了管线钢塑性行为由塑性促进转为塑性抑制的临界氢浓度,并指出了氢浓度对不同轴向的层错能影响决定了这一现象。并发现了不同充氢电流密度下X70管线钢发生氢脆的阈值温度,并提出量化模型。


论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1005030223007594

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X24001239

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