采用高溫高壓氣相熱充氫方法將氫充入SA508-3鋼,采用J積分方法比較不同載荷速率下未充氫與充氫鋼的斷裂韌性,考察氫對(duì)SA508-3鋼斷裂韌性的影響。結(jié)果表明,在相同載荷速率下,與未充氫SA508-3鋼相比,充氫鋼斷裂韌性明顯降低,充氫斷口均為韌性和脆性混合斷口形貌。隨著載荷速率的降低,斷裂韌性損失逐漸增加,準(zhǔn)解理所占面積增加,脆性提高。在三向應(yīng)力的作用下,氫與靜水應(yīng)力的交互作用能大于氫與可動(dòng)位錯(cuò)的交互作用能,靜水應(yīng)力更易捕獲到氫。SA508-3鋼斷裂韌性測(cè)試過(guò)程中,在三向應(yīng)力的誘導(dǎo)下會(huì)促進(jìn)氫富集在裂紋尖端碳化物和基體的界面處,從而降低了碳化物和基體的結(jié)合強(qiáng)度,致使阻礙裂紋擴(kuò)展的能力減弱,因此鋼充氫后斷裂韌性降低。隨著載荷速率的降低,三向應(yīng)力作用在裂紋尖端的時(shí)間增加,氫富集在碳化物和基體界面濃度增加,氫壓增強(qiáng),加速裂紋擴(kuò)展,鋼的脆性提高,斷裂韌性損失增加。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(10)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

SA508-3鋼的微觀組織

不同載荷速率下充氫SA508-3鋼經(jīng)斷裂韌性測(cè)試后的低倍斷口形貌如圖4所示。圖4中黑色虛線之前為預(yù)制疲勞裂紋區(qū)，之后為裂紋擴(kuò)展區(qū)，主裂紋由左向右擴(kuò)展。可見(jiàn)，不同載荷速率下的充氫斷口均為韌性和脆性混合斷口形貌。隨著載荷速率的降低，凹坑尺寸逐漸增大，類似準(zhǔn)解理所占面積增加。不同載荷速率下充氫鋼經(jīng)斷裂韌性測(cè)試后的高倍斷口形貌如圖5所示，可見(jiàn)，凹坑內(nèi)部均以碳化物為中心的撕裂河流花樣為主要斷口形貌。隨著載荷速率的降低，撕裂棱逐漸變短、變少。圖3 充氫SA508-3鋼斷裂韌性損失隨載荷速率的變化曲線

充氫SA508-3鋼斷裂韌性損失隨載荷速率的變化曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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