铁铬铝合金的氢致脆性

研究了铁铬铝热轧淬水盘条在200℃恒温处理过程中力学性能的变化,以及氢含量,碳化物对合金塑性的影响。结果表明:合金中含氢使盘条变脆,当盘条中氢含量大于1ppm时,随氢含量增加盘条的塑性急剧下降,当盘条中氢含量大于2ppm时,在拉伸时导致脆断。电子金相断口表明:合金的氢脆断口一般为准解理断裂,随合金中氢含量下降,塑性提高的同时,断口由准解理向韧窝型断裂过渡。
试验指出:为提高合金的塑性,合金中碳含量应控制在下限;同时,在冶金生产中,更应注意为消除合金的氢脆而应采取必要的措施。     

钒钼微合金化32MnB5热成形钢的抗氢脆性能研究

在实验室条件下通过在传统32MnB5热成形钢基础上添加不同含量的V和Mo，利用慢应变速率拉伸试验来评价材料的氢脆敏感性，并结合氢渗透试验对微合金化热成形钢的抗氢脆性能变化机理进行了探讨。试验结果表明：添加V和Mo合金元素均有利于提高材料的抗氢脆性能，材料充氢后的塑性损失均出现降低。其中V与Mo复合添加相对于单一添加V样品，其原奥氏体晶粒尺寸及纳米级析出相尺寸更为细小，可以有效捕获氢原子，阻碍了氢原子的扩散，因此表现出最佳的抗氢脆性能，氢扩散系数降至7.3×10^-11 m²/s，可扩散氢浓度减少至4 100 mol/m³。     

微合金化TRIP型退火马氏体钢氢渗透行为研究

通过在0.2%C-1.5%Si-2.0%Mn成分基础上进行Nb、V和Ti微合金化成分设计以及"完全奥氏体区淬火+临界区淬火至马氏体相变点以上温度配分"工艺,获得组织为退火马氏体基体+残余奥氏体的退火型马氏体TAM。对各种钢氢渗透行为的研究发现,微合金元素析出物能够显著抑制氢在钢基体中的扩散行为。Nb、V和Ti处于可比的加入水平时,Nb微合金化钢的氢扩散系数最低,为0.716×10~(-7) cm~2/s, Ti微合金化钢为1.136×10~(-7) cm~2/s,0.052%V钢为2.647×10~(-7) cm~2/s,这些值均低于参照钢。对含钒钢,随着钢中V含量增加,氢渗透时间长,产生的氢陷阱作用增强。认为Nb和Ti在高温析出粗大的碳化物对氢的抑制作用强烈,而V在低温析出的高密度细小、弥散分布的碳化物,使基体具有大量的氢陷阱,保证材料获得强的抑制氢扩散能力。     

铜合金中氢含量的测定

铜合金中氢含量的测定张小英,陈鹏（北京科技大学化学分析中心,北京,１０００８３）金属与合金中氢脆是几十年来人们一直广泛研究的课题,对于氢致开裂机理,各个工作者也有不同的观点￣［１,２］。近年来,人们又开始研究黄铜中存在氢对它性能的影响。为了满足科研要...     

钕铁硼氢爆工艺吸氢过程动态机理建模与仿真

基于钕铁硼(NdFeB)氢爆工艺中吸氢现象与反应过程中合金温度、反应炉内压力及合金的成分与形态等因素相关,且具有非线性、时滞、耦合和参数时变等特性,在深入分析氢爆碎工艺中吸氢过程特点的基础上,从化学反应动力学、物料平衡、能量平衡和扩散理论等方面分析吸氢过程的机理,采用状态空间方程的思想构建吸氢过程的动态机理模型,通过MATLAB仿真实验和氢碎炉现场实验对比分析来验证模型的合理性,结果表明,该模型能够较好的逼近实际系统,具有一定的可行性,并为后续的氢爆过程优化控制研究建立了基础。     

贮氢合金的研究和进展

概述了近几年来国内两种主要贮氢材料：AB型贮氢合金和Mg—Ni—RE系贮氢合金的研究和进展，着重阐述了添加不同稀土和采用不同工艺条件对两种贮氢合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前的研究现状和需要解决的主要问题，提出了今后应用研究的方向。     

不同轧制及退火处理0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

 尽管中锰钢的强塑性等力学性能得到了较大幅度提升,但要大规模地应用于汽车部件制造,仍需解决材料在制造和服役过程中面临的氢脆等系列难题,在此背景下,利用电化学充氢、氢热分析仪、慢应变速率拉伸试验机及扫描电镜等研究了两种不同状态(热轧和温轧)0.1C 5Mn中锰钢在650 ℃保温30 min(两相区退火处理)后的氢脆敏感性。结果表明,热轧和温轧退火样的微观组织分别为板条状及等轴+板条状的铁素体与奥氏体的复相组织。尽管温轧退火样的强度比热轧退火样提高了约150 MPa,伸长率降低了约5%,但两者的强塑积均可达到约33 GPa·%。两种试验材料充氢时吸附的氢绝大部分为对应低温逸出峰的可扩散性氢,温轧退火试验材料的氢脆敏感性低于热轧退火钢。充氢热轧退火样断口起裂处的断裂机制为穿晶断裂+沿原奥氏体晶界的脆性沿晶断裂;温轧退火样的起裂处则为空心韧窝+包括奥氏体(变形后转变为马氏体)晶粒的实心韧窝,后者实际上为沿着奥氏体和铁素体界面起裂的一种脆性沿晶断裂。造成两种试验材料氢脆敏感性不同的原因主要是其微观组织及其所引起的氢致断裂方式的差异。     

用气相吸收法制备钢中氢标样

为了提高钢中氢含量分析结果的准确性,研制多种含量的氢标样是很必要的。 金属中氢标样的制备,一般是以钛、锆、铌及其合金为基体,通过在低压条件下加热、气相吸收,或熔炼等方法,使基体中含有一定量的氢,再加工制成标样。近几年来,开始用奥氏体不锈钢制成氢标样;1980年我国首先由新光金属厂研制成功圆柱形氢标样。     

中锰钢的研究进展与前景

总结了国内外中锰钢研究现状, 对文献中中锰钢的成分设计、成型工艺、热处理工艺、组织性能调控等进行汇总分析, 得到了合金元素、成型工艺、微观组织结构和热处理对力学性能的影响规律, 并对中锰钢的性能例如lüders带和PLC带对加工硬化率的影响、氢致延迟开裂性能给予了重点关注和讨论; 同时提出借鉴第二代先进高强钢(纯奥氏体相)"层错能"这一控制形变模式的概念, 对中锰钢中奥氏体相的形变模式提出预测; 最后对目前中锰钢研究的争议问题、发展前景及未来可能面对的问题进行阐述.      

中锰钢的研究进展与前景

总结了国内外中锰钢研究现状,对文献中中锰钢的成分设计、成型工艺、热处理工艺、组织性能调控等进行汇总分析,得到了合金元素、成型工艺、微观组织结构和热处理对力学性能的影响规律,并对中锰钢的性能例如lüders带和PLC带对加工硬化率的影响、氢致延迟开裂性能给予了重点关注和讨论;同时提出借鉴第二代先进高强钢(纯奥氏体相)"层错能"这一控制形变模式的概念,对中锰钢中奥氏体相的形变模式提出预测;最后对目前中锰钢研究的争议问题、发展前景及未来可能面对的问题进行阐述.     

焊缝中氢的扩散行为及影响因素

 扩散氢会在焊缝中引起氢脆、延迟裂纹等,导致结构产生低应力断裂。为了研究氢的扩散行为,采用水银法和气相色谱法测定了逸出的扩散氢量,并采用真空抽取法测试了不同温度下残余氢的释放量。试验表明,扩散氢量不受焊道数量的影响,它的逸出时间随焊道数的增多而增长,逸出速度随合金含量的增多而降低。随着焊后冷速的降低,冷却过程中逸出的氢增多,测定出的扩散氢量减少;测氢试样在100~200℃保温时,逸出氢的总量变化不大,但逸出时间随温度的升高而明显缩短。残余氢量与扩散氢量的多少无关,它与焊缝的含氧量、组织和硬度等有关系。     

析出相对高钴铬钼镍轴承齿轮钢抗氢脆性能的影响

以高钴铬钼镍轴承齿轮钢为实验材料,通过TDS测试、慢应变速率拉伸、微观分析等实验方法系统研究了实验钢的氢致断裂过程。结果表明,充氢导致实验钢强塑性明显下降,钢中的氢大部分为可扩散氢,由较弱的氢陷阱控制。通过对比2种实验钢的晶粒尺寸、板条尺寸、残余奥氏体数量、位错密度、析出相等,分析得到对实验钢抗氢脆性能的主要影响因素为碳化物密度和分布,弥散分布的细小碳化物更有利于提高抗氢脆性能。实验得出韧脆临界充氢条件,推断出临界氢含量,为部件的高可靠性安全服役提供了参考。     

快速凝固AB_5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

对AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的 1～ 5 μm胞状、等轴状微晶组织 ;快速凝固合金的P C T曲线平台比铸态合金平缓 ,且压力低 ;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金 ,但经退火后可以部分改善 ;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金 ,主要是因为合金的晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

L245管线钢环焊缝在4 MPa氢气环境中的氢脆敏感性探讨

一般认为低钢级钢管受到的氢损伤较小，是输氢管道实际铺设的首选，但是环焊缝的组织变化和冶金缺陷有可能使氢脆敏感性显著增加。通过光滑和缺口试样慢拉伸试验对比研究了正火态L245管线钢环焊缝在空气和4 MPa氢气中的氢脆敏感性，并采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微镜(EPMA)对显微组织和断口形貌进行了系统表征与分析。结果表明，当组织中存在应力集中时，L245管线钢环焊缝在4 MPa氢气环境中的氢脆敏感性会显著增加造成氢损伤，使得慢拉伸断裂方式从韧性断裂转变成准解理+韧性断裂，并且在缺口边缘伴随有大量的环向裂纹。L245环焊缝组织中的铁素体/针状铁素体相界面作为氢陷阱会加速氢的渗入，同时碳偏析的存在也会促进氢富集，导致慢拉伸断口表面出现了大量裂纹。     

快速凝固AB5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

从AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的1－5μm胞状、等轴状微晶组织、快速凝固合金的P－C－T曲线平台比铸态合金平缓,且压力氏;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金,但经退火后可以部分改善;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金,主要是因为合 晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

高强海工钢EH36中氢扩散行为研究

通过显微组织表征明确了高强海工钢EH36厚板心部和表面组织的差异,进而通过氢渗透测试、内耗、氢脆敏感性指数测定等实验研究了EH36厚板心部和表面位置的氢扩散行为。结果表明,EH36厚板的表面和心部组织分别为贝氏体组织和铁素体+珠光体组织。心部组织的氢陷阱数量较少,组织溶氢能力较弱,氢扩散系数较高,氢扩散穿透时间较短。钢中间隙氢原子的扩散导致了充氢后实验钢的内耗峰在低温区出现了H-Snoek峰,同时氢的存在使得SKK峰发生偏移。相比于心部位置,由于实验钢表面的组织中所含界面较多,导致其内耗谱在高温区出现较弱的晶界峰。实验钢心部粗大的铁素体+珠光体组织导致其氢脆敏感性指数较高,抗氢脆失效能力较弱。此外,钢中氢原子的大量存在会显著弱化柯氏气团对可动位错的钉扎作用,降低实验钢的屈服点延伸率。     

不同处理状态下0.1C-5Mn中锰钢的氢脆敏感性

摘要：对热轧0.1C-5Mn中锰钢进行了3种不同的处理制度：在两相区分别进行5min(TG7样)和30min退火(TG8样),随后将一部分TG8样再500℃回火60min(TG8-500样),其余TG8样则拉伸预变形5%(TG8-5%样),然后利用电化学充氢和慢应变速率拉伸实验研究了3种试样的氢脆敏感性。结果表明,3种试样的奥氏体体积分数均约为12%,然而其氢含量和氢脆敏感性却不同,其中TG8-500样几乎不呈现氢脆敏感性,而TG7和TG8-5%样的氢脆敏感性指数分别为56%和67%。扫描电镜断口分析表明,充氢的TG7和TG8-5%样的拉伸断口呈现穿晶+沿晶的混合断裂机制,而充氢的TG8-500样则呈现韧窝韧性断裂,且存在较多的二次裂纹。3种实验钢氢脆敏感性的这种差异主要与其微观组织特征特别是原奥氏体晶界的逆转变奥氏体有关。     

非金属夹杂物对焊接氢致裂纹敏感性的影响及机理研究

本文详细研究了硫化物、氧化物等非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强度钢焊接氢致裂纹敏感性的影响及其机理。插销实验结果表明:细小弥散的非金属夹杂物明显提高焊接氢致裂纹抗力。对充氢试样的扩散氢及残余氢的测量结果得出:非金属夹杂物能作为氢的有效陷井而降低氢的表观扩散系数,提高残余氢含量。对HAZ相变行为的研究发现:细小弥散的非金属夹杂物能明显阻碍HAZ奥氏体晶粒长大,使M_s点提高,促进马氏体充分自回火,降低HAZ最高硬度。对实验结果的综合分析认为:细小弥散非金属夹杂物对低碳中合金高强度钢焊接氢致裂纹抗力的改善主要是由于这些夹杂物对HAZ相变行为产生影响的结果,而对HAZ中氢扩敌行为的影响则是次要因素。     

数据清洗对热轧微合金钢性能预报模型的改进

摘要：对热轧0.1C-5Mn中锰钢进行了3种不同的处理制度：在两相区分别进行5min(TG7样)和30min退火(TG8样),随后将一部分TG8样再500℃回火60min(TG8-500样),其余TG8样则拉伸预变形5%(TG8-5%样),然后利用电化学充氢和慢应变速率拉伸实验研究了3种试样的氢脆敏感性。结果表明,3种试样的奥氏体体积分数均约为12%,然而其氢含量和氢脆敏感性却不同,其中TG8-500样几乎不呈现氢脆敏感性,而TG7和TG8-5%样的氢脆敏感性指数分别为56%和67%。扫描电镜断口分析表明,充氢的TG7和TG8-5%样的拉伸断口呈现穿晶+沿晶的混合断裂机制,而充氢的TG8-500样则呈现韧窝韧性断裂,且存在较多的二次裂纹。3种实验钢氢脆敏感性的这种差异主要与其微观组织特征特别是原奥氏体晶界的逆转变奥氏体有关。     

基于AB_5合金复合贮氢材料的研究进展

制备复合贮氢材料是改善贮氢合金性能,克服单一合金缺点的一条有效途径。基于AB_5贮氢合金的特点,对利用AB_5合金制备复合贮氢材料等方面的研究进行了总结。AB_5贮氢合金一般具有CaCu5晶体结构,具有相对较高的吸氢容量、良好的循环稳定性、低平衡压、吸氢动力学快和良好的抗杂质性等优点,尤其与其他贮氢材料进行复合作为燃料电池用贮氢罐的候选材料,具有很好的开发应用前景。主要涉及了AB_5/AB2,AB_5/Mg(Mg基)、AB_5/V-Ti,AB_5/碳材料等二元复合贮氢材料的研究进展。阐述了各种复合材料的相组成、微观结构、贮氢性能以及作用机制等,并对今后复合贮氢材料的研究方向进行了展望,如利用材料计算方法对复合材料热力学、动力学等方面进行理论计算、新制备工艺开发、AB_5合金与多元体系贮氢材料进行复合。