基于扫描开尔文探针力显微镜的金属中局部氢分布测试方法研究

论文摘要

目的探明金属材料中局部氢分布及演化特性是揭示其高压氢脆机理、预测承载件服役性能的重要基础。由于材料中局部氢分布测试难度大,目前各种测试研究方法都存在缺点和不足。方法利用扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)进行金属中局部氢分布研究具有空间分辨率高、测试无损的特点,但其测试结果影响因素多,亟待建立相应的测试可靠性保障方法。较为系统的研究了关键测试参数、试验温度、试验气氛环境等对SKPFM测试结果的影响规律。基于上述影响SKPFM测试结果的因素及其影响规律,建立了相对应的控制策略,完善了基于SKPFM的金属近表面局部氢分布测试方法,并对该方法的有效性进行了验证。最后,利用建立的方法研究了高温高压充氢后S30408中氢分布的演化规律。结果对于特定的激振频率,总存在一个激振相位的最佳区间,在此区间内CPD测试的误差最小,且数据稳定性高,激振频率的变化会导致最佳相位区间的变化;空气中的水分和氧气不仅对CPD整体值影响较大,还改变了不同位置处CPD的差值。根据对高温高压充氢后S30408中氢分布的演化规律的观察,氢在S30408中扩散速度随晶向的不同存在差异性。结论利用SKPFM可以有效的测试金属近表面局部氢分布,为金属材料氢脆机理的研究提供了支撑。

论文目录

• 1 基于SKPFM的局部氢分布测试可靠性研究
•   1.1 测试主要影响因素及其影响规律
•     1.1.1 激振频率及激振相位的影响
•     1.1.2 温度的影响
•     1.1.3 气氛环境的影响
•   1.2 稳定测试的策略
• 2 氢分布测试实例研究
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 顾超华,朱盛依,郑津洋,李炎华,张林,骆承法,花争立

关键词: 高压氢脆,局部氢分布,扫描开尔文探针力显微镜,接触电势差,奥氏体不锈钢,晶向

来源: 表面技术 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 浙江大学,中国石油天然气集团公司管材研究所,浙江工业大学

基金: 国家重点研发计划(2018YFF0215101)~~

分类号: TG115

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.10.040

页码: 329-335

总页数: 7

文件大小: 1811K

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