讲座主题：金属材料氢渗透及涉氢环境下管线钢力学性能

专家姓名：陈祥

工作单位：清华大学

讲座时间：2025年11月15日 14:30-15:30

讲座地点：核学院317

主办单位：烟台大学核装备与核工程学院

内容摘要：

我国能源和环境问题形势日益严峻和紧迫，碳达峰、碳中和已成为举国上下共同努力的重大战略目标。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是保障能源安全、落实双碳目标的有力支撑。我国氢气年需求量有望增至1亿吨左右，利用在役天然气管道掺氢输送将成为促进氢能规模化应用的重要手段。管材评价是开展掺氢天然气管道技术的基础，开展掺氢天然气典型管线钢氢环境下力学性能研究具有重要意义。

通过铸造三相不锈钢氢脆敏感性及电化学氢渗透研究了材料内部氢渗透扩散机理，明晰了管道服役环境下的渗氢扩散动力学。通过电化学充氢+热脱附实验，电化学氢渗透实验以及试样减薄后不同深度、不同充氢时间、不同热处理状态下微观组织缺陷观察，拉伸试样充氢后力学性能变化，电化学充氢试样在氢环境下的慢拉伸及其力学性能变化，深入探究了氢气环境下输氢管道材料的安全性。揭示了氢与管材中氢陷阱的交互作用机制，在微观尺度上，通过实验观察到由各种氢陷阱诱发的二次裂纹，这些氢陷阱包括 MnS 和 AlN 析出相、位错、晶界和孔洞。这些观察结果为深入理解 L245NS 管线钢氢脆的微观结构机制提供了关键见解。首次报道了 MnS 析出相内部发生氢脆的证据。这一发现不仅加深了氢脆过程的理解，而且对制定减轻管线钢氢脆的策略具有重要意义。明确了天然气管道输氢输送材料以及掺氢比例的安全边界。

主讲人介绍：

陈祥，工学博士，清华大学材料学院教授，博士生导师，世界铸造组织(WFO )铁基合金技术委员会委员及秘书。主要研究方向为金属材料及其服役性能、多孔金属材料及其复合材料的制备和性能研究等。主持和参与科技部重大专项、国家863项目、自然科学基金、国际科技合作专项、北京市科技计划项目、内蒙古重大科技专项等的研究工作。发表论文200 余篇，SCI收录90余篇，出版学术专著2 本；授权国家发明专利十余项；授权国家计算机软件著作权2 项；参与多项国家标准和行业标准的起草工作。曾获第十四届、第二十二届中国机械工程学会铸造专业“福士科”杯优秀论文金奖和2015 年度中国机械工程学会优秀论文奖。获教育部提名国家科学技术奖技术发明一等奖以及清华大学教学成果一等奖和清华大学优秀教学奖。