两相区退火处理冷轧0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

对0.1C-5Mn中锰钢冷轧后在650℃进行不同保温时间的两相区逆相变退火处理,利用电化学充氢和慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了其氢脆敏感性。结果表明,冷轧后中锰钢在退火过程中发生奥氏体逆转变,在退火10 min时可获得优异的强度和塑性配合。随着退火时间延长,可扩散H含量及氢脆敏感性增加,特别是氢脆敏感性的增加幅度十分显著。充氢断口起裂区呈现典型的空心韧窝及包含奥氏体(变形后转变为马氏体)晶粒的实心韧窝的混合断裂模式,这种实心韧窝本质上是在应力作用下氢致裂纹沿奥氏体与铁素体的界面萌生与扩展而形成的一种脆性沿晶断裂。氢脆断裂行为主要与退火过程中逆转变奥氏体的含量及其机械稳定性等因素有关。     

电化学充氢对Cr15铁素体不锈钢和304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响

研究了充氢时间、充氢电流密度、晶体结构对不锈钢氢脆敏感性的影响。结果表明:对于铁素体不锈钢,随着充氢时间的延长、电流密度的增大,塑性显著降低,氢脆敏感性大幅度增加;通过SEM观察实验钢断口形貌,断裂类型由韧性断裂转变为脆性断裂。而相同条件下,奥氏体不锈钢氢脆敏感性较低,抗氢脆性能较好。充氢后实验钢表面存在大量H,且氢含量随试样深度逐渐降低,晶界可能作为氢陷阱影响实验钢的氢脆敏感性。     

1000MPa级0Cr16Ni5Mo钢的氢脆敏感性研究

利用升温脱氢分析(TDS)实验研究了1000 MPa级0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢的氢陷阱行为.同时,采用慢应变速率拉伸实验(SSRT)研究了该钢缺口与光滑试样的氢脆敏感性,并利用SEM观察了试样的断口形貌.结果表明,位错和晶界为该钢的主要氢陷阱,充氢后缺口试样与光滑试样的伸长率均下降明显,但强度变化不大.随着氢含量的升高,断口形貌由韧窝型韧性断裂向穿晶、准解理断裂,甚至向沿晶断裂方式过渡.由于C含量较少,该钢的不可逆陷阱含量极少,大量的可扩散氢使得该钢具有较高的氢脆敏感性.最后利用与Eshelby等效夹杂理论有关的氢致应力模型,验证了应力集中与氢含量之间的变化关系.     

低温气体渗碳对304L奥氏体不锈钢抗氢性能的影响

对304L奥氏体不锈钢进行低温(470℃)气体渗碳,采用光学显微镜(OM),电子探针显微分析仪(EPMA)以及X射线应力分析仪(IXRD)研究了304L奥氏体不锈钢低温气体渗碳强化层的厚度、碳含量及残余应力分布。通过电化学充氢实验,结合X射线相结构分析(XRD),慢应变单轴拉伸试验,扫描电镜(SEM)观察以及氢含量检测等方法分析低温气体表面渗碳对304L不锈钢抗氢脆性能的影响。研究表明:304L不锈钢经30 h低温气体表面渗碳处理后,形成了约22μm的渗碳层,渗碳层中碳含量和残余应力在表面最高,分别为2%(质量分数)及-1.47 GPa,并沿深度方向梯度减小;低温气体表面渗碳大幅度提高304L不锈钢表面的稳定性,在充氢过程中不产生马氏体相变,从而提高其抗氢性能。此外,渗碳层中的压缩残余应力对抑制H扩散,也起到了积极的作用。     

原奥氏体晶粒尺寸对低合金高强度系泊链钢氢脆敏感性的影响

通过预充氢拉伸和动态充氢拉伸两种试验研究3种不同温度淬火然后560 ℃回火试样中原奥氏体晶粒尺寸对一种低合金高强度系泊链钢的氢脆敏感性的影响。结果表明,电流密度＞1.0 mA/cm²时发生氢诱发裂纹而在发生屈服时就脆断,原奥氏体晶粒尺寸对预充氢拉伸与动态充氢拉伸的氢脆敏感性都没有影响。当电流密度＜1.0 mA/cm²时,发生应力诱发氢致滞后裂纹而断裂,在预充氢后拉伸时,原奥氏体晶粒尺寸对氢脆敏感性略有影响,氢脆敏感性随原奥氏体晶粒增大而略微增大;在动态充氢拉伸时,原奥氏体晶粒尺寸对氢脆敏感性基本没有影响。因此,原奥氏体晶粒尺寸对这种低合金高强度系泊链钢的氢脆敏感性作用不明显。     

低密度汽车钢的显微组织与氢脆性能

对比分析了不同Al含量低密度Fe-Mn-Al-C钢的显微组织和力学性能,研究了充氢时间和充氢电流密度对低密度Fe-Mn-Al-C钢氢脆性能的影响。结果表明:热轧8.9Al和12.2Al钢的组织都为铁素体、奥氏体和κ-碳化物,前者的奥氏体呈网状,后者的铁素体与奥氏体呈沿轧制方向的条带状;热轧12.2Al钢的强度高于8.9Al钢,而断后伸长率低于8.9Al钢,8.9Al和12.2Al钢的密度相较于纯Fe密度分别降低了13.96%和15.63%;经过10、30和60min充氢处理后,12.2Al钢的抗拉强度和断后伸长率均明显降低,且都低于相同充氢时间下的8.9Al钢;随着充氢时间的延长,8.9Al和12.2Al钢的断后伸长率都呈逐渐降低的趋势,而断后伸长率损失呈逐渐升高的趋势;在相同充氢时间下,8.9Al钢的断后伸长率损失远小于12.2Al钢,即8.9Al钢相对12.2Al钢的抗氢脆性能更好。     

冷变形对304奥氏体不锈钢组织及氢脆敏感性的影响

304奥氏体不锈钢是储氢的候选材料,其在冷变形过程中的氢脆敏感性存在争议。本文研究固溶态和两种冷变形状态下304奥氏体不锈钢的微观组织和氢脆敏感性。结果表明:与固溶态的相比,冷轧304不锈钢产生了应变诱导马氏体及变形位错,强度增加,氢脆敏感性也增加;冷轧变形量越大,马氏体含量越多,强度越高,氢脆敏感性也越高。冷变形和充氢共同导致304不锈钢断裂模式改变,固溶态和冷轧态的试验钢充氢前均为韧性断裂,固溶态充氢后为解理和准解理脆性断裂,冷轧态充氢后为沿晶断裂并有二次裂纹。     

预应变对中碳TRIP钢氢吸附及延迟断裂行为的影响

采用电化学充氢、热脱氢分析仪(TDS)及慢应变速率试验(SSRT)研究了预应变对一种Si-Mn系中碳TRIP钢的氢吸附及延迟断裂行为的影响。结果表明,具有多相组织的等温淬火(AT)试样在拉伸变形过程中,残留奥氏体在应变诱导下转变为马氏体,其转变量随着预应变量的增大而增加。具有回火马氏体组织的淬火回火(QT)试样和AT试样在充氢后的氢逸出曲线上均具有一个逸出峰,其峰值温度分别约为90℃和130℃,该峰值温度随预应变量的增大而升高。随着预应变量的增加,充氢QT样和AT样的氢含量逐渐增加,这导致氢致塑性损失增加,其中AT样的氢致塑性损失要明显高于QT样。这表明,预变形AT样的延迟断裂敏感性较高。     

稳定化处理对TP321不锈钢焊接高温热影响区氢脆性能的影响

采用Gleeble 3800试验机对TP321不锈钢的高温热影响区(1300℃,HAZ)进行热模拟试验后进行稳定化处理,在电解充氢条件下进行慢应变拉伸试验研究,分析稳定化处理对TP321不锈钢氢脆性能的影响。结果表明:稳定化处理会导致321不锈钢高温热影响区抗拉强度和断后伸长率大幅降低,降幅分别为7%和29%,同时氢脆敏感性系数增加;慢拉伸试样断口分析表明无论稳定化处理与否,氢才是断裂模式发生变化的直接原因;稳定化处理并不能改善TP321不锈钢焊接热影响区的抗氢脆性能。     

δ铁素体含量对Fe-Cr-Ni-Mn-N系不锈钢氢脆敏感性的影响

采用高压气相充氢后进行缺口试样拉伸试验的方法,证实了δ铁素体含量的增加显著提高Fe-Cr-Ni-Mn-N系奥氏体不锈钢的氢脆敏感性.