苛刻氢环境下耐火耐候螺栓钢的延迟断裂行为

利用电化学充氢、恒载荷缺口拉伸延迟断裂的实验方法分析了1000 MPa级耐火耐候螺栓钢和传统普碳螺栓钢在苛刻氢环境中的延迟断裂行为和微观机理。结果表明:在苛刻氢环境(氢含量≥3×10~(-6))中加载100 h的临界断裂时间条件下,耐火耐候螺栓钢缺口试样的延迟临界断裂应力σ_(NC )比传统普碳螺栓钢提高了348 MPa,延迟断裂强度比σ_(NC)/σ_(N0)提高了24%,氢脆敏感性指数HEI_C(%)降低了44.1%。耐氢致延迟断裂性能明显优于传统普碳螺栓钢,为减免涂装耐火耐候新型螺栓钢在沿海、潮湿等恶劣环境中长期服役提供了条件;高温回火中大量弥散析出的纳米级(V,X) C型碳化物形成捕获H原子的氢陷阱是耐火耐候钢大幅度改善耐延迟断裂性能的原因,同时纳米级Nb、V析出物和含Mo合金渗碳体的二次硬化是耐火耐候钢具有优良高温性能的主要原因。