晶粒尺寸对304L奥氏体不锈钢氢脆的影响

考虑到在预充氢与动态充氢两种加氢条件下的氢扩散、陷阱与位错运动的相互影响存在差异，本文通过重度冷轧和退火处理制备了不同晶粒尺寸的304L不锈钢试样，采用单轴拉伸实验对比研究了预充氢和动态充氢两种条件下晶粒尺寸对钢HE敏感性的影响，并结合断口分析从氢陷阱、氢浓度的角度分析了晶界的作用。结果表明，动态充氢下，表面裂纹扩展和位错运动能够提高氢的有效扩散系数并加速氢进入试样内，但随着晶粒尺寸降低，由于晶界陷阱作用增加，氢的有效扩散系数降低，同时由于进入试样的氢被大量晶界陷阱瓜分使氢分布均匀化，使每个晶界处的局部氢浓度降低，因此动态充氢条件下晶粒细化抑制钢的HE。相反，预充氢条件下晶粒细化增加HE，因为较长的预充氢时间(96 h)使大量氢进入细晶试样并存储于晶界陷阱内，提高了晶界氢浓度，在后续拉伸过程中，晶界作为氢源向新生位错供氢，因此导致了细晶试样的HE敏感性反而更高。