不锈钢Ⅱ型试样的应力腐蚀和氢致开裂

研究了奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)Ⅱ型试样的应力腐蚀和氢致开裂。实验表明,该试样在沸腾MgCl_2溶液中能产生应力腐蚀,裂纹形核门槛值为K_(ⅡSCC)/K_(ⅢX)=0.16。但裂纹并不在缺口面的最大剪应力处(θ=80°)形核,而是在最大正应力处(θ=-110°)形核,并指向正应力的法线方向。该试样动态充氢时能发生氢致开裂,其门槛值K_(ⅡH)/K_(ⅡX)=0.59,远比应力腐蚀的值要高,当K_Ⅱ较高时,氢致裂纹在最大剪应力处形核。当K_Ⅱ较低时,则在最大三向应力处(θ=-110°)形核。应力腐蚀是解理断口,且与K_Ⅱ无关。而氢致开裂断口则与K_Ⅱ有关,K_Ⅱ较高时是分布有二次裂纹的剪切韧窝断口,K_Ⅱ较低时则是准解理断口。     

钢在H_2S中的应力腐蚀机构

用抛光的 WOL 型恒位移试样跟踪观察了各种低合金钢在 H_2S 中应力腐蚀裂纹产生和扩展的规律。结果表明,当钢的强度和 K_I 均大于临界值之后,在裂纹前端将会发生滞后塑性变形,即裂纹前端塑性区的大小及其变形量将随时间延长而逐渐增加,当这种滞后塑性变形发展到临界状态时就会导致应力腐蚀裂纹的产生和扩展。对超高强钢来说,当这个滞后塑性区闭合后应力腐蚀裂纹就在其端点形核,随着滞后塑性变形的发展,这些不连续的应力腐蚀裂纹逐渐长大并互相连接。对强度较低的钢,随滞后塑性变形的发展,应力腐蚀裂纹沿着滞后塑性区边界向前扩展。已经证明这个滞后塑性变形是由氢引起的,称作氢致滞后塑性变形。利用 WO 型试样测量了在 H_2S 气体以及 H_2S 饱和水溶液中的 K_(ISCC)和 da/dt,研究了它们随强度变化的规律,以及阴极极化和阳极极化对超高强钢 K_(ISCC)和 da/dt 的影响。     

湿空气中恒磁场导致(Tb,Dy)Fe2合金的滞后开裂

对（Tb,Dy）Fe2超磁致伸缩合金,用微分相衬显微镜原位研究了应力和磁场引起的畴变、卸载压痕裂纹在湿空气中的滞后扩展以及在湿空气中恒磁场引起的滞后畴变及滞后开裂．结果表明,当磁场大于门槛值上Hth后就能使压痕裂纹发生瞬时扩展;在湿空气中,残余应力能使（Tb,Dy）Fe2发生滞后扩展,当裂纹止裂后,恒磁场（H〈Hth）能使磁畴发生滞后变化,并能使压痕裂纹进一步发生滞后扩展．     

Fe-3％Si单晶Ⅱ型试样的氢致开裂

研究了Fe-3％Si单晶Ⅱ型试样在恒载荷动态充氢条件下的氢致开裂。结果表明:当拉伸轴为[001]和[(?)10]方向时。归一化氢致开裂门槛值KⅡ_H/KⅡ_x有极小值;而当拉伸轴在[(?)11)向附近时,KⅡ_H/KⅡ_x取极大值。氢致开裂都是沿(001)面的解理断口,但在空气中则可获得韧窝断口。这说明氢促进了Fe-3％Si的解理断裂。另外,观察到氢致二次裂纹的两边平面可以发生上下、前后的错动,这表明在氢致解理开裂过程中发生了严重的氢致滞后塑性变形。从氢助塑性的观点讨论了氢促进解理断裂的原因。     

电场对不同极化状态PZT-5H铁电陶瓷断裂韧性的影响

用缺口拉伸试样研究了未极化、沿长度和厚度极化的PZT-5H铁电陶瓷表观断裂韧性随各种外加电场的变化.结果表明:在各种情况下,表观断裂韧性都随外电场的增加而线性降低.力、电耦合下的断裂判据为KI(σ) KI(E)=KIc,其中:KIc为断裂韧性,KI(σ)和KI(E)分别为应力σ和电场E引起的应力强度因子.KI(E)=ψYE√a/[(1-ν2)Ec],其中:y是Youg's模量,ν是Poisson比,Ec是矫顽场,α是裂纹长度;当电场垂直或平行于裂纹面时,ψ分别为2.3×10-4或1.3×10 4,而和电场正、负号以及极化状态无关.     

高强钢应力腐蚀门槛值随强度的变化规律

恒位移试样测量表明,４０ＣｒＭｏ钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液中应力腐蚀（ＳＣＣ）门槛应力强度因子ＫＩＳＣＣ随屈服强度σｓ指数下降、即ＫＩＳＣＣ＝１．３８×１０６ｅｘｐ（－８．２６×１０－３σｓ）．动态充氢时氢致开裂（ＨＩＣ）门槛应力强度因子ＫＩＨ随试样中可扩散氢浓度Ｃ０（１０－６）的对数而线性下降,即ＫＩＨ＝３１．１－９．１１ｎＣ０． ＳＣＣ时也遵循这个规律．发生ＨＩＣ型ＳＣＣ的临界氢浓度Ｃｔｈ随σｓ指数下降,从而可导出ＫＩＳＣＣ＝ａｋ１ｅｘｐ（－ｋ２σｓ）;其中ａ＝３ＲＴ　／２（１＋ν）ＶＨ,ＲＴ是热能,ρ是裂纹止裂时的曲率半径,ＶＨ是氢在钢中的偏摩尔体积,ν为Ｐｏｉｓｓｉｏｎ比,ｋ１和ｋ２则是和成分及组织有关的常数．     

α2板条在TiAl合金全层状组织形变和断裂中的作用

通过单轴压缩及TEM原位拉伸研究了全层状TiAl合金（PST晶体）中α2板条的形变和断裂特征。结果表明,全层状TiAl合金中α2相形变和断裂特征与加载方向有关,当片层与加载轴平行时,α2相中的滑移沿柱面进行,微裂纹优先在α2相内（沿柱面）形核;而当片层与加载轴垂直时,形变困难,α2相中的滑移将沿角锥面进行,微裂纹奶容易沿相界面形核、扩展。     

α_2板条在TiAl合金全层状组织形变和断裂中的作用

通过单轴压缩及TEM原位拉伸研究了全层状TiAl合金 (PST晶体 )中α2 板条的形变和断裂特征。结果表明 ,全层状TiAl合金中α2 相形变和断裂特征与加载方向有关。当片层与加载轴平行时 ,α2 相中的滑移沿柱面进行 ,微裂纹优先在α2 相内 (沿柱面 )形核 ;而当片层与加载轴垂直时 ,形变困难 ,α2 相中的滑移将沿角锥面进行 ,微裂纹很容易沿相界面形核、扩展。     

Ni3Al＋NiAl双相合金的氢致开裂

利用恒载荷试样和WOL试样研究了Ni3Al NiAl双相合金中氢致裂纹形核的规律以及氢致滞后断裂归一化门槛应力σc/σf与试样中可扩散氢含量ωH0的关系,结果表明,氢致裂纹择优在NiAl相中或Ni3Al/NiAl相界面处形核扩展;Ni3Al能阻碍氢致裂纹扩展,恒载荷实验表明,氢致滞后断裂门槛应力随可扩散氢含量的对数线性下降,即σc/σf=0.58-0.042lnω0。     

氢对310不锈钢钝化膜半导体性质的影响

采用交流阻抗和光电化学方法研究了氢对310不锈钢钝化膜半导体质的影响,结果表明,氢对310不锈钢钝化膜的半导体类型没有影响,均是n型,对未充氢的试样,随钝化电位的升高,钝化膜的施主浓度降低而平带电位则升高,氢能升高310不锈钢钝化膜的电容。施主浓度和平带电位,氢使310不锈钢钝化膜的光电流峰值升高、峰位后移,即氢降氏钝化膜的光学禁带宽度,这和氢使化膜中Cr的化合物含量下降有关。