纯Ni中氢致开裂的透射电镜原位观察

纯Ni在透射电镜（TEM）中原位拉伸时,裂纹尖端首先发射大量位错,平衡时形成无位错区,微裂纹在裂纹顶端连续形核或在无位错区中不连续形核,并且形核后将钝化成孔洞或缺口。利用特殊的恒位移加载台,可在TEM中原位研究充氢前后恒位移试样裂尖位错组态的变化。结果表明,氢能促进位错的发射、增殖和运动。和未充氢纯Ni相比,充氢试样在更低的外应力下位错就会发射和运动,当氢促进的位错发射和运动到临界条件时就会使氢致裂纹形核、扩展,导致低应力脆断。     

Ti3Al金属间化全物氢致解理断裂及其机理

Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ合金在室温下恒载荷动态充氢以及交变载荷动态充氢时，氢通过促进裂纹在滑移面上的解一，促进了裂纹扩散，不连续的氢致解理裂纹优先在α２相形核，α２／β相界面是裂纹扩展的有效障碍，氢通过促进裂尖位错的发射、解理微裂无位错区（ＤＦＺ）的形核以及解理裂纹，导致氢致解理断裂。     

溶解促进位错发射,运动导致黄铜薄膜应力腐蚀的TEM原位观察

用特殊设计的恒位移加载台可以在ＴＥＭ中原位观察黄铜在纯水中局部溶解前后裂尖位错形核的变化，从而可以确定局部阳极溶解对位错发射，增殖和运动的影响，也可原位观察纳米级应力腐蚀裂纹的形核和扩展，结果表明，如用薄膜试样，黄铜在室温高纯水中能发生ＳＣＣ，在裂纹形核前，通过阳极溶解的促进作用，在低应力下就能导致位错的发射、增殖和运动，当溶解引起的位错发射，运动达到临界状态时，纳米级微裂纹就将在无位错区中不连续     

重轨钢中氢促进位错发射、运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在TEM中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（DFZ）的关系．结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动．当氢促进的位错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在DFZ中或原缺口顶端形核．这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核．     

310奥氏体不锈钢应力腐蚀的透射电镜原位观察

用自制的恒位移加载台，在透射电镜中原位观察310奥氏体不锈钢在纯水中局部溶解前后裂尖位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展。结果表明，310奥氏体不锈钢在室温纯水中局部阳极溶解能促进位错发射，增殖和运动，在低应力下，纳米级微裂纹在无位错区中连续或不连续形核，由于介质的作用，纳米级微裂纹并不钝化成空洞或缺口，而是解理扩展。     

310奥氏体不锈钢应力腐蚀的透射电镜原位观察

用自制的恒位移加载台，在透射电镜中原位观察３１０奥氏体不锈钢在纯水中局部溶解前后裂尖位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展。结果表明，３１０奥氏体在室温纯水中局部阳极溶解促进位错发射，增殖和运动，在低应力下，纳米级微裂纹在无位错区中连续或不连续形核，由于介质的作用，纳米级微裂纹并不钝化成空洞或缺口，而是理解扩展。     

Ti_3Al金属间化合物氢致解理断裂及其机理

Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ合金在室温下恒载荷动态充氢以及交变载荷动态充氢时，氢通过促进裂纹在滑移面上的解理，促进了裂纹扩展。不连续的氢致解理裂纹优先在α_２相形核，α_２／β相界面是裂纹扩展的有效障碍。氢通过促进裂尖位错的发射、解理微裂纹在无位错区（ＤＦＺ）的形核以及解理裂纹的扩展，导致氢致解理断裂     

重轧钢中氢促进位错发射,运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在ＴＥＭ中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（ＤＦＺ）的关系。结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动。当氢促进的痊错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在ＤＦＺ中或原缺口顶端形核。这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核。     

钝化膜应力导致不锈钢应力腐蚀

用恒位移载台，在透射电镜（TEM）中原位观察应力前后裂前方位错组态的变化以及微裂纹的形核和扩展，结果有明，310不锈钢在沸腾的25％MgCl2水溶液中应力腐蚀时腐蚀过程能促进位错发射，增殖和运动，当腐蚀促进的位错发射和运动达到临界状态时，应力腐蚀裂纹形核和扩展，测量表明，304不锈钢在沸腾MgCl2中自然腐蚀时表面钝化膜会产生一个附加拉应力，它可能是腐蚀促进位错发射和运动的原因。     

H68黄铜断裂过程的透射电镜原位观察

采用透射电镜动态拉伸、原位观察研究了低层错能合金H68黄铜断裂的微观过程。结果发现：黄铜薄膜试样拉伸时，裂尖首先发射位错，平衡时形成无位错区和反塞积位错群；裂尖前方较厚区域可以发生孪生变形，形成形变孪晶，微裂纹在孪晶中形核、扩展，导致裂纹呈Z字形扩展；裂尖无位错区也可能形成微孪晶，微裂纹在微孪晶中形核，使裂纹呈不连续扩展；微裂纹也可以从主裂纹顶端连续形核、扩展。     

氢致脆断的TEM原位拉伸观察

通过对预充氢３１０不锈钢薄膜在透射电镜下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧－脆转变中的作用及氢致脆断机理，结果表明，预充氢的３１０不锈钢试样在拉伸过程中从裂发射大量位错，平衡后形成无位错区；纳米级微裂纹优在ＤＦＺ中形核，微裂纹不钝化为空洞，而是通过多个微裂纹的形核及相互连接导致裂纹的脆性扩展，即氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢抑制了ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化。     

氢致开裂和应力腐蚀机理的前沿问题

本文对各种氢致开裂和应力腐蚀机理进行了评述。指出,把氢促进局部塑性变形和弱键理论以及氢压理论联合起来就有可能发展新的氢致开裂机理;必须深入研究阳极溶解对位错发射,增殖和运动的影响才能提出合理的阳极溶解型应力腐蚀的机理。     

微观组织对X52钢抗H2S腐蚀和开裂性能的影响

通过对X52钢进行热处理获得三种不同组织。SEM观察发现三种组织分别为铁素体/带状珠光体、马氏体/贝氏体和针状铁素体/回火马氏体。通过动电位极化、线性极化电阻、氢致开裂（HIC）实验和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）实验,研究了不同热处理对X52钢在H₂S环境中的腐蚀与开裂行为的影响。结果表明马氏体/贝氏体显微组织由于位错密度很高且脆性大,因而腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很高。铁素体/带状珠光体组织和针状铁素体/回火马氏体组织腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很低。针状铁素体/回火马氏体组织由于不含带状组织且晶粒细小以及碳化物的析出,因此其HIC和SSC抗性优于铁素体/带状珠光体组织。     

2.25Cr-1Mo钢氢致开裂行为及回火脆对抗氢致开裂性能的影响

    采用电解充氢方法分别对回火脆态和脱脆态2.25Cr-1Mo钢氢致开裂行为进行实验研究,通过甘油测氢法测定了2.25Cr-1Mo钢发生裂纹扩展时钢中扩散的平均氢浓度.为进一步了解回火脆对抗氢致开裂性能的影响,利用有限元软件分别对氢在回火脆态与脱脆态2.25 Cr-1Mo钢中的扩散过程进行模拟分析,系统研究了在应力-氢环境交互作用下裂纹尖端周围的氢扩散规律,并给出了裂纹扩展时裂尖局部位置的氢浓度大小.