高强铝合金慢拉伸应变速率与氢脆敏感性的关系

以7085高强铝合金材料为研究对象，通过设定不同的慢拉伸应变速率，研究材料的氢致应力开裂，同时对试样断口进行扫描电子显微镜分析，初步探讨了应变速率与氢脆敏感性的关系，为高强铝合金材料氢脆敏感性评价体系的建立提供借鉴。     

多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展

氢脆是高强钢中普遍存在的现象,也是其研发过程中必须攻克的难题。为了深入理解高强钢的氢脆与其缺陷之间的关系,发展了许多测试评价方法,如宏观尺度的慢应变速率拉伸、线性增加应力、恒载荷拉伸这类力学实验以及检测氢含量的热脱附光谱法和电化学氢渗透法,根据高强钢的塑性损失、最大断裂应力、断裂时间、应力强度因子、氢的俘获能和扩散速率等参数直接进行氢脆敏感性的评价。但宏观尺度的实验无法深入地研究高强钢发生氢脆的机理,通过介观、微观尺度的实验和表征手段,如压痕法、纳米压痕法、微悬臂梁弯曲实验、原子探针技术、氢微印技术、扫描开尔文探针显微镜等,从局部测试高强钢性能变化和准确检测氢被俘获的位置,能够在解释氢脆机理和认识氢与高强钢中缺陷之间相互作用的问题上提供更加准确的依据。本文介绍、对比了上述这些实验方法并调研了多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展,总结了高强钢氢脆研究现状和主流的测试评价方法,为深入探索高强钢氢脆提供了思路。     

高强铝合金热处理工艺优化与氢致断裂机理研究

近几十年来,国内外对高强铝合金的热处理工艺及其力学性能等进行了广泛的研究,获得令人满意的综合性能。前者强度虽高,但抗应力腐蚀性能较差;而后者则是以较大幅度地牺牲合金强度为代价来改善其应力腐蚀敏感性的。本研究选用7175铝合金,对其在140～180℃下的长期时效特征,常规力学性能,性能预测与工艺优化,应力腐蚀行为,氢对合金机械性能的影响及其微观结构的变化等进行了系统的试验研究;同时从理论上详细地研究了晶界偏析对晶界强度的影响。主要结果如下: ①首次提出将遗传、进化算法与人工神经网络相结合来研究材料工艺优化问题,为今后材料工艺优化研究探索了一条崭新的途径。②首次研究了高强铝合金在长期时效过程中的应力 腐蚀行为及氢对合金力学性能的影响,并提出了氢致高强铝合金韧脆断裂转变的新观点。为改善高强铝合金的抗SCC性能,指导热处理工艺的制定指出了新的研究方向。③首次提出了用自由电子理论研究晶偏析与晶间脆性的新方法。④首次提出了三元合金晶界偏析与沿晶断裂模型,运用该模型与准化学理论相结合系统地研究了高强铝合金的氢致断裂问题;并首次从理论上证实了Viswanadham关于Mg-H相互作用的预言。⑤深入揭示了高强铝合金的氢致断裂机理,这对今后抗氢铝合金的设计具有十分重要的理论     

低驱动电位铝合金牺牲阳极的研制

针对传统牺牲阳极由于电位过负导致高强钢氢脆敏感性增加的问题,以Ga为主要活化元素,加入Zn和Si改善阳极的溶解性能,研制了具有良好电化学性能的低驱动电位铝合金牺牲阳极材料,并验证了其对高强钢的保护效果,评价了其对高强钢氢脆敏感性的影响。     

基于文献计量学的氢脆研究的演进、热点和趋势分析

氢脆是氢引起材料脆化的现象,导致材料塑性及韧性下降,使材料易于开裂或脆断。金属材料面临的氢脆问题,随着钢(高强钢)在工业上的广泛应用以及对材料的更高要求而愈发尖锐。本文试图从文献的角度,基于文献计量学的统计分析方法和可视化文本挖掘工具Cite Space,梳理氢脆研究的发展演进过程、当前的研究热点和未来研究趋势。氢脆研究可分为萌芽期、缓慢增长期、直线增长期和指数增长期,研究主力在不断变化,如英国、德国、美国、日本,21世纪,中国的研究增速最快。研究热点主要集中在钢铁材料氢致脆性断裂相关的科学问题,包括氢脆与材料微观组织的关系、氢在材料中的扩散行为、材料在氢环境下的失效行为以及应力和氢环境作用下裂纹萌生与扩展行为等。微观组织调控降低材料的氢脆敏感性、氢制备和存储技术、用于氢制备与存储相关材料的制氢和储氢性能及面临的氢致脆性断裂问题仍将成为未来研究人员关注的焦点。     

高强度铝合金的氢脆

氢脆是高强度铝合金在腐蚀环境中应用遇到的突出问题。本文简要介绍了高强度铝合金中的氢脆现象，氢脆特点，影响氢脆敏感性的因素以及氢脆理论等，并对这一研究领域的未来进行了展望。     

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。     

金属的氢脆

一、概述金属的氢脆是一门古老但又在不断发展的学科。老的氢脆问题(如钢中白点)解决后又出现了新的氢脆问题。氢对所有金属材料都存在不同程度的氢脆倾向,它使部件产生突然的脆性断裂。近年来在航空及宇航工业上所使用的高强度结构钢,在低应力静负荷条件下产生的所谓滞后破坏,是由于很低含量的氢所引起的,钛合金、铝合金、甚至镍     

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。     

汽车零部件氢致断裂的分析及预防

对氢脆的机理、氢脆的断口形貌、氢脆的表观形式、影响氢脆的因素、氢脆的预防以及氢脆的检查分别进行了介绍,并通过对汽车生产中典型氢致断裂案例的分析和研究,对氢脆断口形貌提出了判定依据:脆性断口、沿晶断裂、显微气孔、二次裂纹、发线花纹。并依据氢脆发生的机理和主要影响因素,强调对于高强度零件及时有效地进行去氢处理的重要性。     

高强度铝合金的氢脆

氢脆是高强度铝合金在腐蚀环境中应用遇到的突出问题，本文简要介绍了高强度铝合的氢脆现象，氢脆特点，影响氢脆敏感性的因素以及氢脆理论等，并对这一研究领域的未来进行了展望。     

7xxx系铝合金氢脆的研究现状及发展趋势

全面评述了7xxx系铝合金氢脆(HE)问题的国内外研究现状,讨论了氢脆机理以及氢脆的影响因素,并介绍了几种重要的测试方法.针对目前研究工作中尚未从理论上揭示氢脆本质这一突出问题,指出了今后7xxx系铝合金氢脆问题的研究方向,同时结合前期的研究工作,提出了具体的相关建议.     

高强度钢氢脆检测方法及其镉钛镀层性能研究

本文介绍了高强度钢氢脆产生的机理、条件、检测方法、测氢仪检测氢脆的原理及其在控制低氢脆镀镉钛工艺中的应用,并对镉钛镀层的性能进行了研究。     

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。     

两种零件不同条件下氢脆断裂分析

对两种零件不同条件下氢脆断裂的宏、微观形貌特征进行了观察与分析,并对断裂构件的氢含量进行了分析测试.结果表明,钢制构件中氢含量超过一定值后均可发生氢脆断裂.构件是否发生氢脆断裂以及氢脆断裂的宏、微观形貌特征与构件中的氢含量、材料强度、所受应力状态等有关.     

应力三轴度对淬火态硼钢氢脆敏感性的影响

对硼钢进行电化学充氢和低应变率拉伸,分别画出了纯剪切、单向拉伸及近似平面应变状态下淬火态硼钢充氢前后的应力-应变曲线,并基于等效塑性应变量化了硼钢的氢脆敏感性,研究了应力三轴度对淬火态硼钢的力学性能和氢脆敏感性的影响。用SEM及EBSD表征试样断口的微观组织,根据淬火态硼钢充氢前后断裂模式的变化分析了硼钢在不同应力状态下的氢脆机理。结果表明,淬火态硼钢在剪应力状态下的氢脆机理与拉伸应力状态显著不同,使其氢脆敏感性比拉伸应力状态显著降低。     

超高强度螺栓断裂失效分析

材质为35CrMnSiA钢的M56超高强螺栓在装配过程中,其螺帽与螺杆的R过渡处发生断裂。经检查,未装配的同批螺栓在螺帽与螺杆的R过渡处也存在微裂纹。借助化学分析、金相检验、扫描电镜和力学性能测试等手段对超高强度螺栓的显微组织、力学性能、宏观和微观断口形貌等进行了研究。结果表明,螺栓在表面处理过程中,表面富氢而产生氢致裂纹,在应力作用下,发生氢脆断裂。     

镀层结构与氢脆关系研究

研究了高强度钢不同镀层的镀层结构、电镀渗氢行为及氢脆性能.分析研究了镀层结构与低氢脆性能的关系,对氢含量分布和工艺阴极电流效率也进行了分析.结果表明镀层的氢脆性能与镀层结构有密切关系,但不完全由镀层结构决定.高强度钢电镀的低氢脆机理有三种:以氯化铵镀镉为代表的高阴极电流效率模式;以低氢脆镀镉为代表的镀层高孔隙率模式;以镀镉-钛为代表的镀层成分和结构综合作用模式.     

结构钢的氢脆断裂分析

一、引言 在航空结构零件中,广泛采用电镀作为表面防护措施。经电化学处理的零件往往渗氢,于是引起了氢脆。氢脆是氢和应力共同作用引起的延迟脆性破坏。对于钢的氧脆现象早在四十年代已有相当的认识,并作过大量的研究,积累了不少实验数据。但是随着航空工业的发展,飞机的速度和高度大大增加,材料的强度日益提高,于是对氢脆问题的研究又重新活跃起来。 用电子显微镜对氢脆断口进行研究的历史比较短,对断裂的微观机理研究还不充分,从     

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。