回火温度对含V、Nb高强度低合金钢氢脆敏感性的影响

采用氢渗透试验和动态充氢拉伸试验研究了920℃冰水淬火后回火温度(560、600和640℃)对某含0.15%V和0.05%Nb(质量分数)高强度低合金钢的氢扩散系数和氢脆敏感性的影响,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜(TEM)观察分析回火试样的微观组织。结果表明,随回火温度升高,氢扩散系数增加,氢扩散激活能降低,同时钢的氢脆敏感性也降低,这是因为随回火温度升高,钢中作为氢陷阱的位错密度减少,从而使得氢陷阱密度减小,在相同的充氢条件下可扩散氢含量减小。     

回火温度对含Nb低合金高强度钢氢行为的影响

采用X射线衍射、电化学氢渗透和动态充氢拉伸试验研究了含Nb低合金高强度钢560、600和640℃回火的氢行为,建立了氢扩散系数、氢浓度、氢扩散激活能与氢陷阱密度之间的定量关系。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢的位错密度降低,氢陷阱密度降低,氢扩散系数增大,氢扩散激活能和氢浓度降低,氢脆敏感性下降。     

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。     

回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸和双电解池氢渗透试验,结合SEM、TEM、EBSD表征手段研究了不同回火温度下DP600钢中显微组织变化对其氢扩散及氢脆敏感性的影响.结果表明,DP600钢的氢脆敏感性和有效氢扩散系数均随回火温度的升高呈下降趋势,这主要与钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱浓度降低以及碳化物/基体界面、大角度晶界等不可逆...     

高压煤制气环境下X80钢及热影响区的氢渗透参数研究

采用焊接热模拟技术制备了X80管线钢焊接接头热影响区不同亚区的试样,通过高压含氢煤制气环境下的氢渗透实验考察了X80钢及热影响区中的氢渗透行为,并计算了相应的氢渗透参数.结果发现,与X80钢相比,热影响区的氢扩散系数有了不同程度的增加,且随峰值温度的升高而增加,吸附氢浓度、氢溶解度和氢陷阱密度则呈现了相反的规律.结合显微组织分析发现,大角度晶界含量、位错密度和晶界平直度为影响氢渗透参数的主要因素.过热粗晶区具有最高的氢扩散系数,主要是由于该区峰值温度最高,奥氏体晶粒发生严重长大,晶界平直度增加,冷却后生成了粗大的贝氏体铁素体,大角度晶界含量显著减少,位错密度较X80钢也有所降低,对氢的捕获作用减弱.     

超高强马氏体钢抗氢致延迟开裂性能的研究

超高强马氏体钢易氢致开裂。通过渗氢试验、热脱附试验及动态低应变速率拉伸试验等,研究了具有不同组织的冷轧马氏体钢1号、2号试样的抗氢致延迟开裂性能。1号试样组织为马氏体+铁素体+渗碳体,平均晶粒尺寸为7.0μm; 2号试样组织为回火马氏体+渗碳体,平均晶粒尺寸为6.1μm。结果表明：1号试样的表观扩散系数D_ap为7.081×10^-7 cm²/s, 2号试样的为4.670×10^-7cm²/s; 1号试样的可扩散氢含量为0.192 3μg/g,明显小于2号试样的0.260 5μg/g; 2号试样对氢的敏感性大于1号试样;随着充氢电流密度的提高,拉伸试验时1号试样从韧性断裂变为准解理断裂,2号试样则从韧脆性断裂变为穿晶脆性断裂;与1号试样相比,2号试样的氢表观扩散系数和可扩散氢含量均更大;对于超高强钢,除了有效氢陷阱外,减小局部应力也能显著改善抗氢致延迟开裂性能。     

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。     

预充氢马氏体时效钢的氢脆性能研究

目的研究预先存在于试样中的氢对材料力学性能的影响。方法对固溶态和三种时效态18Ni马氏体时效钢,采用双电解槽装置测量了其氢扩散系数,用热分析法获得了材料的氢扩散激活能。采用慢应变速率拉伸法评估了在预充氢后镀镉密封试样的力学性能,并由此评估它们的氢脆敏感性。结果固溶态试样的氢扩散系数最大,为1.40×10~(-8)_ cm~2/s;对时效态试样,当时效温度分别为465、490、530℃时,氢扩散系数分别为6.23×10~(-9)、5.52×10~(-9)、2.84×10~(-9) cm~2/s,即随时效温度升高,扩散系数降低。而扩散激活能正好相反,固溶态的最小,其他的依次逐渐升高。四种试样均显示出氢脆敏感性,且随着预充氢电流密度升高而增大。T465和T490的氢脆敏感性均大于58%,T530的氢脆敏感性小于40%。四种试样的断口形貌均表现为由中心起裂,向周围呈放射状扩展。中心起裂源处为典型的沿晶开裂,扩展区为准解理开裂。结论过时效态样品的抗氢脆性能最好。预先存在于试样中的氢在拉伸过程中向中心富集,造成中心沿晶开裂,与动态充氢拉伸断口相反。     

超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为

对于微合金化处理的42CrMoVNb钢，通过快速循环热处理的方法获得最小2μm的超细奥氏体晶粒，采用缺口拉伸延迟断裂实验研究了超细晶粒试样的延迟断裂行为。结果表明，随着晶粒细化，42CrMoVNb钢的强度和缺口拉伸延迟断裂抗力逐渐提高；但当晶粒细化到2μm时，强度和延迟断裂抗力均不再提高，在高温回火态，当晶粒尺寸在20—4μm范围时，断裂机制主要为穿晶断裂；但当晶粒进一步细化到2μm时，断裂机制转变为沿晶断裂，在低温回火态，不同晶粒尺寸的试样均主要为沿晶断裂，从降低应力集中和夹杂元素晶界偏聚等角度对超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为进行了探讨。     

高强度低合金钢中V和Nb对氢陷阱的影响

随着海洋资源的开发，传统高强度低合金钢已不能完全满足复杂的深海环境，通过添加合金元素来改善其抗氢脆性能。采用双电解池研究含与不含0.15%V+0.05%Nb合金元素的高强度低合金钢中氢扩散行为，并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)等方法测量原奥氏体晶粒大小和位错密度。根据原奥氏体晶粒尺寸和位错密度计算得到钢中可逆氢陷阱密度，并将其与氢分析仪测得钢中氢含量建立联系。结果表明，V与Nb能够通过在钢中形成碳化物使得原奥氏体晶粒细化和位错密度增加，引起钢中可逆氢陷阱密度增加，从而降低氢扩散系数以及提高钢中氢含量和氢扩散激活能。     

预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸实验(SSRT)及双电解池渗氢实验,结合断口形貌观察和分析,探索了预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响规律及机理。结果表明:在本实验预应变量范围内,预应变量小于15%时,随着预应变量的增大,DP600钢试样的氢脆敏感性不断增大,当预应变量达到15%以后,其氢脆敏感性基本趋于稳定。预应变增大了钢中的位错密度,使氢的有效扩散系数降低,有效捕获的氢量增加,从而使钢试样的氢脆敏感性增大;但当预应变量进一步增加至15%以上时,位错的相互缠结减缓氢的扩散和聚集速度,从而使试样的氢脆敏感性增加趋于平缓。     

电化学充氢条件下X70管线钢及其焊缝的氢致开裂行为

采用电化学充氢的方法研究了X70管线钢在不同浓度硫酸溶液中的氢致开裂(HIC)行为．结果表明,增大充氢电流密度、延长充氢时间以及降低充氢溶液的pH值能够促进氢进入X70钢基体．微观观察表明,X70钢中的非金属夹杂物如氮化物和氧化物等对其氢致开裂行为有不同的影响,氮化物夹杂并不是充氢裂纹的必然形核位置,而Mg,Al,Ca等的氧化物是更为有害的氢致裂纹源．通过氢渗透实验测得室温下氢在X70钢中的有效扩散系数为3．34×10-9cm2／s．对XT0管线钢基体及焊缝试样电化学预充氢后拉伸,焊缝试样的拉伸塑性较差,各项塑性指标在充氢前、后均低于X70钢基体材料．     

时效粗、细晶Super304H钢的第二相析出行为及力学性能

采用预变形后固溶处理的方法制备了粗晶Super304H钢试样，对比研究了粗、细晶Super304H钢试样在700℃时效过程中的第二相析出行为及力学性能。结果表明：时效过程中，细小MX相与富Cu相颗粒主要分布于奥氏体晶内，奥氏体晶粒尺寸对其析出行为影响不大。粗晶Super304H钢中的M₂₃C₆相颗粒择优沿奥氏体晶界析出，长大速率大，时效1200 h后，呈连续网络状分布。随着时效时间的延长，粗、细晶Super304H钢试样的室温及高温拉伸强度先上升后下降，最终趋于稳定，断后伸长率单调下降。时效态粗晶Super304H钢试样的室温、高温拉伸力学性能，尤其是塑性，均明显小于时效态细晶Super304H钢试样。     

应变速率对预充氢DP780钢氢脆敏感性的影响

利用电化学预充氢和慢应变速率拉伸实验研究了不同应变速率(10-4、10-5和10-6 s-1)条件下DP780钢的氢脆敏感性.结果 表明,随应变速率降低,材料的氢脆敏感性增强,但其变化幅度与初始预充氢状态有关.当预充氢电流密度较小时,充氢量少且钢中无初始氢致裂纹,随应变速率降低,更多氢原子可扩散至试样心部应力集中处,导...     

热轧超高强度复相钢的氢脆敏感性

通过电化学充氢和升温脱氢分析(TDS)试验,研究了热轧超高强度复相钢M950的氢逸出行为和氢陷阱类型。利用慢应变速率拉伸(SSRT)试验,研究了M950钢的氢脆敏感性,并采用场发射扫描电镜(FESEM)分析了拉伸断口的微观形貌。结果表明,试验钢的氢陷阱激活能为15.0 kJ/mol,该钢的主要氢陷阱为晶界。随着电化学充氢时间的延长,试验钢氢含量逐渐增加,塑性明显下降,但抗拉强度下降幅度较小;拉伸断口形貌由微孔聚集型韧性断裂向准解理、沿晶脆性断裂过渡。     

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.     

氢对含(Ti,Mo)C析出相的调质钢的超高周疲劳性能的影响（英文）

研究了未溶和回火析出的(Ti,Mo)C析出相的氢陷阱作用对调质铬钼钢的超高周疲劳性能的影响。结果表明:球形未溶(Ti,Mo)C析出相的氢解吸附激活能为142.6 kJ/mol,这种强氢陷阱在电化学充氢条件下不会捕获氢;细小的回火(Ti,Mo)C析出相是有效的氢陷阱,其捕获的氢的解吸附激活能为17.0 kJ/mol,这部分氢的扩散系数较小,室温放置336 h仍不能扩散出试样,但在循环载荷下能够从氢陷阱处解吸附并且向裂纹尖端或应力集中处扩散,仍能在一定程度上降低钢的超高周疲劳强度;位错和晶界处的可逆氢的解吸附激活能为16.9 kJ/mol,这部分氢扩散系数较大,室温放置96 h就能全部扩散出试样,在循环载荷下这部分氢能够迅速向裂纹尖端或应力集中处扩散,显著降低疲劳裂纹扩展应力强度因子门槛值,最终显著降低超高周疲劳强度;考虑到两者捕获的氢含量相当,被细小的回火(Ti,Mo)C析出相捕获的氢对超高周疲强度的有害作用要远小于位错、晶界处的可扩散氢对超高周疲劳强度的有害作用。非金属夹杂物的氢解吸附激活能为70.9 kJ/mol,这种强氢陷阱在电化学充氢条件下同样不会捕获氢。     

电化学充氢条件下TWIP钢应力腐蚀敏感性的研究

通过慢应变速率拉伸和观察断口形貌等方法,研究了TWIP钢在电化学充氢条件下的应力腐蚀敏感性.结果表明,在电化学充氢条件下,TWIP钢具有应力腐蚀敏感性.恒定应变速率6.67×10-6 s-1时,具有单向奥氏体结构的TWIP钢有较小的应力腐蚀敏感性,具有形变孪晶的TWIP钢有较高的应力腐蚀敏感性.这是因为孪晶的形成导致氢在局部浓度更高,因而促进了局部塑性变形,降低了内氢压,导致TWIP钢的应力腐蚀敏感性上升.     

塑性变形在氢致断裂中的作用

采用慢应变速率拉伸方法,研究了Ｆｅ－Ｓｉ试样在空气中拉伸、动态充氢拉伸及在空气中预应变一定量后动态充氢伸等实验条件下的断理解过程,结果表明,只有在充氢过程中进行塑性变形才能引起氢致开裂,即塑性变形提氢致开裂的必要条件,氢致开裂过程是氢与位错交互作用的过程。     

模拟煤制气环境下X80管线钢及HAZ的氢脆敏感性

煤制气中含有一定量的氢气,氢致失效成为输送管线的潜在问题,HAZ的存在增加了氢脆失效的敏感性. 选用X80钢,通过焊接热模拟制备了HAZ试样. 采用高压煤制气环境下的拉伸试验对比研究了X80钢及HAZ各区的氢脆敏感性. 结果表明,经模拟煤制气环境充氢后,X80钢及HAZ各区的性能均稍有降低,氢对材料的性能有一定影响. 粗晶区的氢脆敏感性最高,结合金相和电子背散射衍射分析发现,主要是由于粗晶区在高温作用下发生晶粒长大,致使大角度晶界减少,氢的扩散速率及其在裂纹尖端的富集程度增加,止裂性能变差,断口呈明显的脆性断裂特征.