發(fā)布時(shí)間：2022-01-05 13:03

　　氫致裂紋又稱延遲裂紋,在工程上造成的失效案例,多年來(lái)一直都有報(bào)道,引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的持久關(guān)注。目前已經(jīng)給出的含氫斷裂準(zhǔn)則,只是基于對(duì)單一材料試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)擬合,并沒(méi)有給出足夠的物理機(jī)制,更加沒(méi)有廣泛的適用性。本文基于斷裂力學(xué)相關(guān)理論,針對(duì)試驗(yàn)結(jié)果給出新的含氫斷裂失效準(zhǔn)則,通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行細(xì)節(jié)修正,擁有普遍的適用性及明確的物理機(jī)理,并且設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該準(zhǔn)則的合理性,對(duì)工程上控制氫致裂紋具有重要意義。首先,通過(guò)電化學(xué)充氫方法系統(tǒng)地研究了氫對(duì)鋼鐵材料的作用形式及規(guī)律。材料中的氫具有促進(jìn)裂紋擴(kuò)展的載荷作用和降低裂紋抗力的脆化作用,其中氫的載荷作用以裂紋內(nèi)腔內(nèi)殘余氫的分子氣壓的形式體現(xiàn)。而擴(kuò)散氫的脆化作用致使塑性變形能力降低,對(duì)應(yīng)著延伸率和斷面收縮率的降低以及斷口形貌的韌脆轉(zhuǎn)變。然而擴(kuò)散氫對(duì)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等強(qiáng)度指標(biāo)則沒(méi)有明顯影響,即使在特殊條件下,試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生斷裂強(qiáng)度下降的現(xiàn)象,也是由于形成的氫致裂紋對(duì)試樣承載面積降低造成的,并非材料力學(xué)性能發(fā)生改變。因此,擴(kuò)散氫對(duì)塑性變形能力的減弱是導(dǎo)致斷裂韌性降低的主要原因。而塑性變形由于增加了氫陷阱密度導(dǎo)致充氫效果的增強(qiáng),則會(huì)加劇氫損傷行為... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

Q235鋼試樣截面金相組織

- 18 -c) Before etching, 150 mA/cm2d) After etching, 150 mA/cm2圖 2-3 Q235 鋼充氫后截面金相照片F(xiàn)ig. 2-3 Metallographic structure of Q235 steel after hydrogen charged

b) Left part c) Middle part圖 2-5 圓棒試樣過(guò)量充氫后外觀照片F(xiàn)ig.2-5 Appearance photos of the round bar after hydrogen charged excessively將產(chǎn)生鼓泡的圓棒試樣沿著直徑橫向切開(kāi)，鑲制金相試樣，打磨拋光，拍攝截面的金相組織照片，觀察試樣內(nèi)部的裂紋位置及分布，如，試樣近表面的周邊處裂紋最多，而中心部分幾乎不存在裂紋。這是部位在外表面，在近表面的部位形成氫的高濃度區(qū)，因此該處最先形紋，如此則進(jìn)一步證明材料中的氫具有載荷的作用，并且這里的載荷紋內(nèi)腔的氫壓作用，作用方向?yàn)榇怪庇诹鸭y內(nèi)表面向外。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高壓氣瓶用34CrMo4鋼抗氫脆性能及影響因素[J]. 尹謝平,李斌,高增梁,吳傳瀟,蔣錫軍.  中國(guó)特種設(shè)備安全. 2018(01)
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[5]1500 MPa級(jí)40CrNi3MoV鋼的氫脆敏感性[J]. 田野,王毛球,李金許,時(shí)捷,惠衛(wèi)軍,董瀚.  金屬學(xué)報(bào). 2008(04)
[6]氫促進(jìn)純鎳位錯(cuò)發(fā)射的分子動(dòng)力學(xué)模擬及實(shí)驗(yàn)證明[J]. 李忠吉,李金許,褚武揚(yáng),王燕斌,喬利杰.  金屬學(xué)報(bào). 2002(01)
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[8]低合金高強(qiáng)鋼氫致裂紋敏感性的研究[J]. 張文鉞,広瀨明夫.  金屬科學(xué)與工藝. 1983(03)
[9]金屬的氫脆[J]. 萬(wàn)曉景.  材料保護(hù). 1979(Z1)

博士論文
[1]大型鍛件氫脆損傷機(jī)理的研究[D]. 李杰.燕山大學(xué) 2016

碩士論文
[1]高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼的氫脆敏感性研究[D]. 徐智寶.北京交通大學(xué) 2018
[2]高強(qiáng)度馬氏體鋼的氫致開(kāi)裂特征研究[D]. 郭昀靜.昆明理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3570398