固態(tài)鋼析氫過程的傳感法研究.pdf

1、氫是鋼中有害元素,當(dāng)其含量高時(shí)易產(chǎn)生氫致裂紋缺陷。鋼在冷卻放置過程中,氫呈過飽和固溶體狀態(tài),具有極強(qiáng)的擴(kuò)散能力,可聚集在某些部位,使鋼產(chǎn)品的局部壓力增高,產(chǎn)生白點(diǎn),形成內(nèi)裂,嚴(yán)重影響其使用性能。目前,國內(nèi)外的測(cè)氫方法主要是真空抽吸方法,但用時(shí)較長,不適合在線分析；另一種是高溫熔融方法,其改變了鋼的原態(tài),而且存在滯后性。因此研究在線測(cè)量鋼中氫分壓的變化顯得尤為重要。所以本實(shí)驗(yàn)制備了室溫工作的固體電解質(zhì)管,篩選適合室溫工作的氫傳感器,用于檢

2、測(cè)鋼中氫分壓。通過分析鋼中氫分壓的大小,檢測(cè)出缺陷以提高鋼材質(zhì)量。由于鋼中氫的巨大危害,因此鋼的脫氫熱處理技術(shù)引起了各國專家的廣泛關(guān)注。熱處理脫氫普遍采取升溫,保溫,降溫三個(gè)環(huán)節(jié),但具體氫的析出呈現(xiàn)怎樣的規(guī)律,鋼中氫分壓是多少,人們尚不十分清楚。本論文為了連續(xù)監(jiān)測(cè)鋼中氫析出的規(guī)律性,以便制定合理的熱處理工藝,研制用質(zhì)子導(dǎo)體氫傳感器連續(xù)監(jiān)測(cè)固態(tài)鋼中的氫分壓；研究鋼在400～800℃熱處理過程中的析氫規(guī)律,獲得熱處理恒溫的最佳時(shí)間,為企業(yè)熱

3、處理制度的優(yōu)化提供理論依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)的主要研究結(jié)果為:
　　 1.制備了H+～βAl2O3固體電解質(zhì)及Ba3Cal.18Nb1.82O9-δ、BaCe0.85Y0.15O3-α固體電解質(zhì)管。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析和研究,篩選出適合室溫使用的Ba3Cal.18Nb1.8209-δ和ZrO2(Y2O3)固體電解質(zhì)。
　　 2.用Ba3Cal.18Nb1.82O9-δ和ZrO2(Y2O3)固體電解質(zhì)氫傳感器,檢測(cè)室溫冷軋?zhí)妓劁摫“?SP

4、CC)中氫分壓分別為7.05μPa和7.68μPa,檢測(cè)室溫?zé)彳堧p面搪瓷鋼(ART310)的氫分壓分別為1.56μPa、1.64μPa。
　　 3.在0～50℃,分別測(cè)定Ba3Cal.18Nb1.82O9-δ和ZrO2(Y2O3)的阻抗譜,分析計(jì)算得到電導(dǎo)率和溫度的關(guān)系。
　　 4.組裝質(zhì)子導(dǎo)體氫傳感器,連續(xù)測(cè)定ART310鋼脫氫熱處理過程鋼的的氫分壓,分析鋼中氫的析出規(guī)律,得到800℃恒溫?zé)崽幚淼淖罴褧r(shí)間為40min。