氢气压力对L80钢氢脆敏感性的影响规律

对L80钢在室温不同氢气压力下的氢脆敏感性进行了评价。通过缺口慢应变拉伸试验,结合断口分析,研究了3～12 MPa氢气压力下,L80钢的氢脆敏感性的变化规律。结果表明：在室温环境下,L80钢在5 MPa及以下氢气压力下应用时,无明显脆性;在8 MPa及以上氢气压力下应用时,具有明显脆性;在氢气压力3～12 MPa环境下,L80钢拉伸试样主断面中心位置微观形貌从韧窝形貌转变为韧窝形貌与解理形貌共存,边缘位置微观形貌从韧窝形貌向解理逐渐转变,断面收缩率变化率由16.19%逐渐增加至46.79%。随着氢气压力的增加,L80钢的塑性损失增加,断口表现出明显脆化特征,氢脆敏感性逐渐增加。     

充氢Cr-Mo钢变形过程的声发射特征

对电化学充氢后的2.25Cr-1Mo钢进行拉伸实验,并在实时拉伸过程中采集声发射信号。结果表明:充氢后2.25Cr-1Mo钢抗拉强度为536.30MPa,下降约57MPa;断面收缩率为43.62%,下降约7%。拉伸断口上出现由氢脆引起的"白点"特征与准解理断裂形貌。充氢后试样拉伸过程弹性阶段的声发射信号活动增强,而屈服阶段的声发射信号活动减弱,变形过程的声发射信号累积绝对能量值要比未充氢试样低约1个数量级。充氢试样拉伸产生的声发射信号比未充氢试样的信号幅值降低约0.33mV,频宽降低0.06MHz。通过对声发射信号的分析发现,充氢试样变形的微观机制为氢促进位错发射与运动,而交叉滑移受到抑制。     

1 000 MPa级高强钢焊接件的氢脆敏感性研究

利用氢渗透试验、慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了1 000MPa级高强钢(HSS)焊接件在海水中的氢渗透行为及其应力腐蚀敏感性,结合SEM观察了试样的断口特征,并利用电化学试验和显微组织观察分析了焊接件不同区域的氢脆特征。结果表明:相对于焊缝区(WM)和母材区(BM),热影响区(HAZ)的自腐蚀电位最负、析氢电位最正,更容易发生腐蚀和析氢行为。热影响区的氢扩散系数最大,具有较强的吸氢倾向。动态电化学充氢对高强钢焊接件的影响主要体现在对塑性的损减方面;随着极化电位的负移,高强钢焊接件的强度没有明显变化,但断面收缩率、断后延伸率均减小,断裂方式逐渐由韧性断裂变为解理断裂;当极化电位约为-930mV(vs SCE)时,高强钢焊接件的氢脆系数达25%;在不同充氢极化电位下,焊接件试样的断裂位置多在热影响区。     

20SiMn2MoVA钢氢脆断口的分析及消除

针对20SiMn2MoVA高强钢拉伸试验中断面收缩率低的情况，利用扫描电镜和能谱仪等手段对拉伸试样断口进行了分析。试验结果表明，出现在20SiMn2MoVA高强钢拉伸试样断口表面上的圆形白亮斑点是一种氢致缺陷。它是在氢和拉伸应力共同作用下，在应变过程中形成的一种独特断裂面，也是引起钢材断面收缩率低的主要原因。通过采用低温去氢处理后，钢材的断面收缩率得到明显恢复，消除了氢脆断口。     

氢对低合金钢上不锈钢堆焊层性能的影响(英文)

本工作研究了高温高压氢 (35 0℃ ,2 5 MPa H2 ) ,对国产氢反应器壁 30 9L 和 34 7L 不锈钢堆焊层性能的影响 .结果表明 :未经热渗氢的原始试样 ,无论是光滑试样还是缺口试样 (除缺口开在 30 9L 区域试样外 ) ,均断裂在 34 7L 区域内 .而经热渗氢后 ,无论起裂于 2 (1/4 ) Cr- 1Mo和 30 9L 熔合线 ,还是 30 9L 和34 7L的熔合线处 ,最后都断在 30 9L区域内 .这是因为热渗氢使 30 9L和 34 7L的断裂应力 ,分别从 885 MPa降至 478MPa和从 799.9MPa降至 5 6 4MPa,它们的氢脆系数分别为 86 .8%和 80 .9% .SEM断口分析结果与上述结论一致     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

含氢V4Cr4Ti合金的力学性能和断裂特征

测试了不同氢含量V4Cr4Ti合金的冲击、拉伸和J积分断裂韧性等性能 ,分析了试样断口宏、微观断裂特征 ,研究了钒合金的氢脆行为和断裂机制。结果表明 ,在氢含量低于 2 15mg·kg- 1时 ,该合金的拉伸伸长率 >17% ,而冲击韧性和断裂韧性显著降低 ,表现出不同的氢脆敏感性。穿晶解理是该合金脆断的主要方式 ,但不同类型试样发生解理脆断的临界氢含量存在明显差异。     

45钢电镀锌-镍合金过程中的渗氢行为及其氢脆敏感性

目前,有关锌-镍合金电镀过程中氢脆问题的研究较少。采用双电解池测氢法研究了45钢在不同温度、电流密度、pH值下电镀锌-镍合金过程中的渗氢变化规律。通过慢应变速率拉伸试验法评价镀层氢脆性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察断口的微观形貌。结果表明:镀液温度对渗氢电流的影响最大,镀液温度越高,镀样断裂时间越短,氢脆敏感性越强;镀样的断裂时间小于空白样,说明镀样有不同程度的氢脆敏感性;镀样的断口呈解理断裂特征,空白样呈韧性断裂特征;用渗氢电流曲线可间接评价镀样的氢脆敏感性。     

真空渗碳处理38CrMoAl渗氮钢的微观组织及氢脆敏感性分析

为了满足汽车轻量化对材料性能的要求,选择齿轮用38CrMoAl渗氮钢作为测试材料,以电化学充氢方法与慢应变拉伸相结合的方式测试了真空渗碳(Vacuum Carburizing,VC)试样的氢脆敏感性,同时与淬火+低温回火态(Quenching+ Low-Tempering,QL)处理试样进行了比较.研究结果表明:QL试样中形成了均匀形态的低碳回火马氏体;VC试样渗碳层中以高碳回火马氏体为主,存在少量的残余奥氏体.VC试样在表面部位的最大硬度达到了732 HV;QL试样在450 HV附近.对QL试样进行充氢后表现出了与初始试样接近的拉伸强度,而断后伸长率显著减小,计算相对断后伸长率差异得到QL试样氢脆敏感性指数(HEI)为54.3％.对38CrMoAl渗氮钢进行渗碳处理后会引起其氢脆敏感性的快速提高.对QL试样充氢处理后试样产生了更明显的脆性断裂,表现出了与高强度马氏体钢氢致断裂相近的特性;充氢后VC试样在断裂后形成了许多韧窝状的结构,呈现韧性断裂的特性.     

S355、Q345D的低温力学性能

以S355、Q345D为对象,研究了两种材料自室温至-100℃温度范围内的力学性能及断裂机制.结果表明两种金属材料的断裂韧性则随温度的降低而降低;屈服强度、抗拉强度则随温度的降低而升高.断面收缩率、延伸率以及缺口敏感系数均未出现明显降低的现象.由于试验材料塑性很好产生缺口强化效应,使得缺口材料的抗拉强度高于光滑试样.从微观机制上看,随着温度的降低,材料的微观断口形貌由韧窝状逐步转化为准解理.     

钢解理断裂应力的测量和物理意义

用二维平面应变有限元计算了不同尺寸四点弯曲（4PB）缺口试样缺口前的应力分布。通过测量解理起裂源的位置，精确测定了一种钢的细观解理断裂应力和σ1和宏观理解断裂应力σF。结果表明，σF的测量比σf更简单和方便，σf的值可以用σF估计。随试样尺寸的增加，σF和σf的值基本不变，σF的分散性不于σf。稳定的σF和σf的下限值可以用比Griffit-Owen试样尺寸大的试样测得。σf可精确用于细观解理断裂机理的分析，并表征了钢的本质韧性。建议σF作为一个潜在的工程参数，用于钢的理解断裂韧性评价和结构安全设计。     

风力发电机主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度分析

为获得风力发电机主轴用34CrNiMo6合金结构钢的韧脆转变温度,沿其径向不同位置处制取V型冲击试样,并在-110~25℃进行了夏比冲击试验,利用Boltzman函数对剪切断面率与温度进行拟合,得到韧脆转变温度曲线并获得脆性断面占50%所对应的试验温度(即FATT50)。利用扫描电镜分别观察试样脆性及韧性断口形貌,简要分析了该材料在脆性及韧性条件下的断裂行为。试验结果表明:该主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度在-50~-70℃,且主轴表面的韧脆转变温度比芯部的稍低。较高试验温度下试样塑性断口表现出典型的韧窝状形貌,随着试验温度的降低,逐渐向解理形貌过渡。     

热处理对特种设备用高强钢激光–电弧复合焊接头氢脆断裂行为的影响研究

目的 提高800 MPa级特种设备用低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。方法 采用预充氢后慢应变速率拉伸试样的方法,定量评估焊态、焊后直接高温回火和焊后调质3种状态下800MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的氢脆敏感性,结合扫描电镜下的初始微观组织和断裂特征,讨论抗氢脆性能的改善机理。结果 焊后调质处理有效消除了焊接热循环形成的马氏体组织,使接头各区域的微观组织趋于一致,接头的抗氢脆性能较焊态和直接焊后高温回火态的显著提高,断裂特征也从沿晶和穿晶的混合断裂转变为穿晶解理断裂。结论 焊后调质处理可以有效提高800MPa级低碳贝氏体高强钢激光–电弧复合焊接头的抗氢脆性能。     

缺口对不同塑性金属材料拉伸断裂行为的影响

以10CrNi3MoV钢、5083铝合金、500-7球墨铸铁3种不同塑性的金属材料为研究对象,分别加工光滑和缺口试样,通过对比试样的拉伸性能及断口形貌,研究了缺口对不同塑性金属断裂行为的影响。结果表明:缺口改变了材料的应力状态,减少了剪切方向的变形,提高了试样正拉断裂的比例。对于塑性材料,缺口根部可以通过塑性变形来缓解应力集中,且缺口深度越大,材料塑性越好,抗拉强度越高;对于脆性材料,缺口根部产生的应力集中会导致拉伸过程中试样过早断裂,降低材料的抗拉强度。     

甲醇裂解气氛保护加热中氢脆的研究方法

通过对圆柱光滑试样的缓慢拉伸试验以及对圆柱缺口试样和预裂纹紧凑拉伸试样的静载持久试验,研究了40CrMnSiMoVA钢经甲醇裂解气氛保护加热后的氢脆倾向,通过分析和比较试验结果,得出预裂纹紧凑拉伸试样的静载持久试验适宜研究此类氢脆的结论,并讨论了在无法精确测定氢含量时对氢脆倾向定量考虑的方法。     

35CrMnSi高强度钢断面收缩率偏低原因

为了分析35 CrMnSi低合金高强度钢在拉伸试验中断面收缩率偏低的原因,利用直读光谱仪、氧氮氢分析仪、金相显微镜、扫描电镜及能谱仪等对拉伸试样的成分、残余氢、显微组织、断口形貌、夹杂物等进行了观察和分析.结果表明:35 CrMnSi钢拉伸试样中存在一定量氢,在拉伸应力的共同作用下,产生的"鱼眼"缺陷是导致拉伸试样断面...     

高强度桥梁用宽厚板断裂韧性分析

利用示波冲击试验及断口分析的方法对500MPa级桥梁用钢的断裂韧性进行了研究。结果表明：随着温度的降低,冲击总能量Wt和裂纹扩展能量Wp均在减小,裂纹形成能量Wi变化不明显,试样钢的韧一脆转变温度约在-40℃左右。随着温度的降低,材料的断裂方式由最初的韧性断裂转变为胞】生断裂,断裂机理由微孔聚集的韧窝断裂转变为穿晶解理断裂。     

低碳钢解理裂缝源的微观分析

本文通过对低碳钢光滑拉伸试样及缺口弯曲试样在低温下断裂的断口表面形貌及其纵剖面金相所进行的SEM观察,揭示了解理裂缝萌生及扩展的随机性,分析了解理断裂过程的控制因素。建立了“解理裂缝源”的概念以与“解理初裂缝”相区别,据此并结合显微组织特点,指出了低碳钢解理断裂的微观机制。     

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口，研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响，并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明，随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm, 7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度，且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒，环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生，多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少，导致疲劳寿命急剧缩短。     

2091合金的显微组织与氢脆敏感性

用动态充氢慢拉伸试验研究了氢对2091，合金力学性能的影响，用离子探针分析氢在合金中的行为，用透射电镜研究了合金显微组织与氢脆敏感性的关系，结果表明，充氢使合金抗拉强度，延伸率和断裂寿命明显降低，氢易于在晶界处偏聚和富集造成晶界弱化，晶界沉淀相种类，形态和分布是影响合金氢脆敏感性的主要因素。