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X80管线钢焊缝区金属元素原位定量分析研究
被引量：
1
1
作者
韩美
贾云海
+5 位作者
戴联双
胡净宇
赵雷
张熹
韦晨
王海舟
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3406-3413,共8页
X80高钢级管线钢是我国长距油气输送管线的主要用材,应用过程中发现不同厂家钢板焊后焊缝金属韧性差异较大,严重影响油气储运安全。迫切需要一种能对沿焊缝厚度方向的元素分布进行快速、准确原位定量分析的方法,帮助探索X80管线钢母材...
X80高钢级管线钢是我国长距油气输送管线的主要用材,应用过程中发现不同厂家钢板焊后焊缝金属韧性差异较大,严重影响油气储运安全。迫切需要一种能对沿焊缝厚度方向的元素分布进行快速、准确原位定量分析的方法,帮助探索X80管线钢母材与焊材的共同作用对焊缝金属韧性的影响机理。提出一种用LA-ICP-MS法对钢材焊缝中Mn元素、Ni元素、Cr元素、Al元素及Nb元素进行原位定量分析的方法。通过优化激光脉冲频率20 Hz、激光能量100%(激光输出Imaged Aperture模式)、剥蚀孔径100μm及离焦距离0μm等提升质谱信号的强度及稳定性。实验采用基体匹配的标准样品进行校准,以基体元素^(57)Fe作为内标辅以校正。通过对相关质谱干扰进行分析,优选同位素^(27)Al、^(53)Cr、^(55)Mn、^(60)Ni及^(93)Nb。该方法线性相关系数达0.9927~0.9996,定量限0.23~2.57μg·g^(-1)。将建立的LA-ICP-MS微区原位定量分析方法应用于分析焊材相同而母材成分不同的2种X80管线钢焊缝中的元素含量分布。发现在两种母材中含量接近的Mn、Cr、Al、Nb元素在焊缝根部表现的稀释情况相当,而在两种母材中含量差异较大的Ni元素在距焊缝根部8.4 mm以内的含量差异显著。冲击试验结果显示,母材中Ni元素含量高的焊缝韧性相对明显高。对焊缝根部进行SEM分析,发现Ni元素含量提高利于生成板条状贝氏体组织。分析结果表明,X80管线钢中加入0.14%的Ni元素可减少母材对根部焊缝金属中Ni元素的稀释作用,较高的Ni元素含量通过促进低温板条贝氏体相变而提高焊缝冲击韧性。所建立的LA-ICP-MS原位定量分析方法对保障X80长输管线的安全运行有借鉴意义。
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关键词
X80管线钢
焊缝
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)
原位定量分析
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职称材料
流体微探力学性能高通量表征方法
被引量：
1
2
作者
赵雷
刘佳
+5 位作者
任群
杨丽
王辉
沈学静
贾云海
王海舟
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期406-414,共9页
介绍一种流体微探力学性能(硬度)高通量表征方法。由于不同材料特征组织结构的差异,当具有相同压力的水流体作用在不同材料的平整表面上时(类似于采用比纳米压痕更小的压头加载于材料表面),每种材料所产生的微形变也有所差异,采用高精...
介绍一种流体微探力学性能(硬度)高通量表征方法。由于不同材料特征组织结构的差异,当具有相同压力的水流体作用在不同材料的平整表面上时(类似于采用比纳米压痕更小的压头加载于材料表面),每种材料所产生的微形变也有所差异,采用高精度表面形貌轮廓仪测量整个材料表面的形变量及分布,基于拉依达准则对形变量数据进行统计,解析材料的表面微形变量与硬度性能的相关性。实验采用有限元方法模拟了具有不同硬度的两相组织在等压水流体中的变形行为,并选取桥梁钢、高碳铬轴承钢、铸态镍基高温合金、镍基单晶高温合金和锻态镍基高温合金共5种具有不同特征组织和硬度的金属材料验证,结果表明,5种材料的表面形变量与显微硬度值的线性相关系数达到0.9948,该表征方法分辨率可以达到纳米级,可视为硬度性能的无损检测方法。
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关键词
金属材料
流体微探
冷等静压
表面形变
微观硬度
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职称材料
不同冷速下GH4096高温合金中γ′相的析出行为
被引量：
2
3
作者
卢毓华
王海舟
+2 位作者
付锐
李福林
李冬玲
《热加工工艺》
北大核心
2021年第24期110-116,共7页
采用原位定量表征方法对5种常用冷却方式制备的GH4096高温合金标准尺寸挡板件中的γ'相进行了统计表征。通过该方法,可以原位跨尺度地观察材料中的一次、二次和三次γ'相,并在依据尺寸着色以后可以看到各个尺寸段γ'相的分...
采用原位定量表征方法对5种常用冷却方式制备的GH4096高温合金标准尺寸挡板件中的γ'相进行了统计表征。通过该方法,可以原位跨尺度地观察材料中的一次、二次和三次γ'相,并在依据尺寸着色以后可以看到各个尺寸段γ'相的分布情况。此外,还得到各次γ'相的尺寸、面积分数、数量和密度等定量信息。结果表明,所选5种冷速下的样品,小于500 nm的γ'相的分布密度在208~257个/μm^(2)。在冷却速率最慢的挡板冷却产生了最多的γ'相,其中二次γ'相的数量与在相同介质中冷却的其他样品相似,但改材料中含有显著更多数量的三次γ'相。冷却速率最快的挡板冷速较大使得过饱和程度较高,抑制了γ'相的长大同时导致了更多的形核发生。因而γ'相尺寸分布区间较窄,不存在明显较大尺寸的析出相颗粒。同时,尺寸分布较均匀,二次和三次γ'相的平均直径与整体的尺寸中位值几乎相等。通过标准尺寸的挡板样品获取了更接近实际生产的统计定量数据,可应用于未来对建立γ'相与性能等之间相关性的研究中。
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关键词
热处理
冷却速率
定量表征
一次、二次和三次γ'相
统计分布数据
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职称材料
题名
X80管线钢焊缝区金属元素原位定量分析研究
被引量：
1
1
作者
韩美
贾云海
戴联双
胡净宇
赵雷
张熹
韦晨
王海舟
机构
钢铁研究总院
天津市特种设备监督检验技术
研究
院
材料
质检
中心
国家特种设备焊接
材料
产品质量检验检测
中心
(天津)
国家石油天然气管网集团有限公司生产部
天津职业技术师范大学机械
工程
学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3406-3413,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(52271111)
国家重点研发计划项目(2023YFB3712102)
+1 种基金
天津市新材料科技重大专项(18ZXCLGX00060)
天津市市场监督管理委员会科技计划项目(2020-W12)资助。
文摘
X80高钢级管线钢是我国长距油气输送管线的主要用材,应用过程中发现不同厂家钢板焊后焊缝金属韧性差异较大,严重影响油气储运安全。迫切需要一种能对沿焊缝厚度方向的元素分布进行快速、准确原位定量分析的方法,帮助探索X80管线钢母材与焊材的共同作用对焊缝金属韧性的影响机理。提出一种用LA-ICP-MS法对钢材焊缝中Mn元素、Ni元素、Cr元素、Al元素及Nb元素进行原位定量分析的方法。通过优化激光脉冲频率20 Hz、激光能量100%(激光输出Imaged Aperture模式)、剥蚀孔径100μm及离焦距离0μm等提升质谱信号的强度及稳定性。实验采用基体匹配的标准样品进行校准,以基体元素^(57)Fe作为内标辅以校正。通过对相关质谱干扰进行分析,优选同位素^(27)Al、^(53)Cr、^(55)Mn、^(60)Ni及^(93)Nb。该方法线性相关系数达0.9927~0.9996,定量限0.23~2.57μg·g^(-1)。将建立的LA-ICP-MS微区原位定量分析方法应用于分析焊材相同而母材成分不同的2种X80管线钢焊缝中的元素含量分布。发现在两种母材中含量接近的Mn、Cr、Al、Nb元素在焊缝根部表现的稀释情况相当,而在两种母材中含量差异较大的Ni元素在距焊缝根部8.4 mm以内的含量差异显著。冲击试验结果显示,母材中Ni元素含量高的焊缝韧性相对明显高。对焊缝根部进行SEM分析,发现Ni元素含量提高利于生成板条状贝氏体组织。分析结果表明,X80管线钢中加入0.14%的Ni元素可减少母材对根部焊缝金属中Ni元素的稀释作用,较高的Ni元素含量通过促进低温板条贝氏体相变而提高焊缝冲击韧性。所建立的LA-ICP-MS原位定量分析方法对保障X80长输管线的安全运行有借鉴意义。
关键词
X80管线钢
焊缝
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)
原位定量分析
Keywords
X80 pipeline steel
Welding seam
LA-ICP-MS
In situ quantitative analysis
分类号
O657.6 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
流体微探力学性能高通量表征方法
被引量：
1
2
作者
赵雷
刘佳
任群
杨丽
王辉
沈学静
贾云海
王海舟
机构
钢铁研究总院北京材料基因工程高精尖创新中心
钢研纳克检测技术股份有限公司金属
材料
表征
北京
市重点实验室
中国钢研科技集团数字化研发
中心
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期406-414,共9页
基金
广东省重点领域研发计划项目(2019B010941001)。
文摘
介绍一种流体微探力学性能(硬度)高通量表征方法。由于不同材料特征组织结构的差异,当具有相同压力的水流体作用在不同材料的平整表面上时(类似于采用比纳米压痕更小的压头加载于材料表面),每种材料所产生的微形变也有所差异,采用高精度表面形貌轮廓仪测量整个材料表面的形变量及分布,基于拉依达准则对形变量数据进行统计,解析材料的表面微形变量与硬度性能的相关性。实验采用有限元方法模拟了具有不同硬度的两相组织在等压水流体中的变形行为,并选取桥梁钢、高碳铬轴承钢、铸态镍基高温合金、镍基单晶高温合金和锻态镍基高温合金共5种具有不同特征组织和硬度的金属材料验证,结果表明,5种材料的表面形变量与显微硬度值的线性相关系数达到0.9948,该表征方法分辨率可以达到纳米级,可视为硬度性能的无损检测方法。
关键词
金属材料
流体微探
冷等静压
表面形变
微观硬度
Keywords
metal material
fluid-micro-test
cold isostatic pressing
surface deformation
microhardness
分类号
TG115.51 [金属学及工艺—物理冶金]
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职称材料
题名
不同冷速下GH4096高温合金中γ′相的析出行为
被引量：
2
3
作者
卢毓华
王海舟
付锐
李福林
李冬玲
机构
钢铁研究总院北京材料基因工程高精尖创新中心
钢研纳克检测技术股份有限公司金属
材料
表征
北京
市重点实验室
钢铁研究总院
高温
材料
研究
所
出处
《热加工工艺》
北大核心
2021年第24期110-116,共7页
基金
国家重点研发计划材料基因工程关键技术与支撑平台项目(2016YFB0701401)。
文摘
采用原位定量表征方法对5种常用冷却方式制备的GH4096高温合金标准尺寸挡板件中的γ'相进行了统计表征。通过该方法,可以原位跨尺度地观察材料中的一次、二次和三次γ'相,并在依据尺寸着色以后可以看到各个尺寸段γ'相的分布情况。此外,还得到各次γ'相的尺寸、面积分数、数量和密度等定量信息。结果表明,所选5种冷速下的样品,小于500 nm的γ'相的分布密度在208~257个/μm^(2)。在冷却速率最慢的挡板冷却产生了最多的γ'相,其中二次γ'相的数量与在相同介质中冷却的其他样品相似,但改材料中含有显著更多数量的三次γ'相。冷却速率最快的挡板冷速较大使得过饱和程度较高,抑制了γ'相的长大同时导致了更多的形核发生。因而γ'相尺寸分布区间较窄,不存在明显较大尺寸的析出相颗粒。同时,尺寸分布较均匀,二次和三次γ'相的平均直径与整体的尺寸中位值几乎相等。通过标准尺寸的挡板样品获取了更接近实际生产的统计定量数据,可应用于未来对建立γ'相与性能等之间相关性的研究中。
关键词
热处理
冷却速率
定量表征
一次、二次和三次γ'相
统计分布数据
Keywords
heat treatment
cooling rate
quantitatively characterizing
primary,secondary and tertiaryγ'precipitates
statistic information
分类号
TG166.7 [金属学及工艺—热处理]
TG146.15 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
X80管线钢焊缝区金属元素原位定量分析研究
韩美
贾云海
戴联双
胡净宇
赵雷
张熹
韦晨
王海舟
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
2
流体微探力学性能高通量表征方法
赵雷
刘佳
任群
杨丽
王辉
沈学静
贾云海
王海舟
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
不同冷速下GH4096高温合金中γ′相的析出行为
卢毓华
王海舟
付锐
李福林
李冬玲
《热加工工艺》
北大核心
2021
2
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职称材料
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