1、5.5 應(yīng)力作用下的部分腐蝕應(yīng)力作用下的部分腐蝕 5.5.1 應(yīng)力腐蝕斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂 5.5.2 金屬的氫脆和氫損傷金屬的氫脆和氫損傷 5.5.3 腐蝕疲勞腐蝕疲勞5.5.1 應(yīng)力腐蝕斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂 Stress Corrosion Cracking 應(yīng)力與化學(xué)介質(zhì)協(xié)同作用下引起的金屬開(kāi)裂或斷裂的景象，叫做金屬應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。 應(yīng)力腐蝕斷裂，簡(jiǎn)稱SCC，是指金屬資料在固定拉應(yīng)力和某種特定腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的脆性斷裂。 所謂固定拉應(yīng)力是指方向一定，大小可變的拉伸應(yīng)力。應(yīng)力腐蝕斷裂危害極大，人們稱為“災(zāi)難性腐蝕。 不同情況引起的應(yīng)力腐蝕斷裂不同情況引起的應(yīng)力腐蝕斷裂1、由于彎曲剩余應(yīng)力引起的、由于彎

2、曲剩余應(yīng)力引起的 該裂紋多為縱向方式該裂紋多為縱向方式2、從點(diǎn)蝕底部產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋、從點(diǎn)蝕底部產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋 3、由腐蝕產(chǎn)物體積膨脹應(yīng)力引起的應(yīng)力腐蝕裂紋、由腐蝕產(chǎn)物體積膨脹應(yīng)力引起的應(yīng)力腐蝕裂紋 4、外在應(yīng)力的存在導(dǎo)致應(yīng)力開(kāi)裂、外在應(yīng)力的存在導(dǎo)致應(yīng)力開(kāi)裂 1、產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂必需同時(shí)具備三個(gè)根本條件，即敏感的金屬資料，足夠大的拉伸應(yīng)力和特定的腐蝕介質(zhì)。 應(yīng)力腐蝕斷裂的特征應(yīng)力腐蝕斷裂的特征 2、發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的主要是合金，幾乎一切金屬的合金在特定的環(huán)境中都有一定的應(yīng)力腐蝕敏感性。例如，純度達(dá)9999%的銅在含氨介質(zhì)中不會(huì)腐蝕斷裂，但含有004%磷或001%銻時(shí)，那么發(fā)生開(kāi)裂。 資料

3、要素資料要素力學(xué)要素力學(xué)要素環(huán)境要素環(huán)境要素SCC 3、特定的金屬和合金只需在特定的腐蝕環(huán)境中才產(chǎn)生、特定的金屬和合金只需在特定的腐蝕環(huán)境中才產(chǎn)生SCC。如表。如表7-1所示這種特定的腐蝕介質(zhì)在含量較少時(shí)也會(huì)所示這種特定的腐蝕介質(zhì)在含量較少時(shí)也會(huì)呵斥應(yīng)力腐蝕。呵斥應(yīng)力腐蝕。 4、普通情況下，只需拉應(yīng)力張應(yīng)力才干引起應(yīng)力腐蝕斷裂。拉應(yīng)力愈大，斷裂時(shí)間愈短。斷裂所需應(yīng)力，普通都低于資料的屈服強(qiáng)度。壓應(yīng)力不發(fā)生應(yīng)力腐蝕，應(yīng)力腐蝕裂紋走向宏觀上與拉應(yīng)力方向垂直。 5、應(yīng)力腐蝕斷裂是一種典型的滯后破壞，這種滯后破壞過(guò)程可分三個(gè)階段：第一階段為裂紋孕育期，這個(gè)階段占斷裂總時(shí)間的90%；第二階段為裂紋擴(kuò)展期

4、；第三階段為快速斷裂期。整個(gè)斷裂時(shí)間與資料、應(yīng)力和環(huán)境有關(guān)，短的幾分鐘，長(zhǎng)的達(dá)幾年。腐蝕速率介于均勻腐蝕速率和單純斷裂速度之間。 6、應(yīng)力腐蝕裂紋形狀有三種：晶間型、穿晶型和混合型。 晶間型是指裂紋沿晶界擴(kuò)展，如軟鋼、鋁合金、銅合金、鎳合金等。氫致解理斷口氫致解理斷口 穿晶脆性斷裂組織圖穿晶脆性斷裂組織圖 沿晶脆性斷裂組織圖沿晶脆性斷裂組織圖 7、應(yīng)力腐蝕斷裂裂紋普通為樹(shù)枝狀構(gòu)造，裂紋走向垂直、應(yīng)力腐蝕斷裂裂紋普通為樹(shù)枝狀構(gòu)造，裂紋走向垂直于應(yīng)力方向。于應(yīng)力方向。 目前關(guān)于應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理已達(dá)十幾種，帕金斯于1964年提出“應(yīng)力腐蝕譜的觀念，把各種SCC類型及其機(jī)理陳列起來(lái)構(gòu)成一個(gè)延續(xù)的譜，如

5、下表所示。 應(yīng)力腐蝕斷裂的機(jī)理應(yīng)力腐蝕斷裂的機(jī)理 根據(jù)應(yīng)力腐蝕斷裂的現(xiàn)代觀念比較集中的有三種實(shí)際，即陽(yáng)極溶解機(jī)理陽(yáng)極溶解起控制造用、氫脆機(jī)理陰極過(guò)程放出氫原子進(jìn)入基體，導(dǎo)致資料脆斷、陽(yáng)極溶解和氫脆共同作用的機(jī)理。 1、陽(yáng)極溶解機(jī)理：應(yīng)力腐蝕斷裂主要是指金屬資料在靜拉應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用下，由于裂紋尖端區(qū)陽(yáng)極溶解過(guò)程控制引起脆斷APC-SCC。屬于這類機(jī)理的有低碳鋼、鋁合金和銅合金的SCC。 溶液中的銅氨絡(luò)離子Cu(NH3)n2+的存在是黃銅氨脆所必需條件，它是由于溶解在溶液中的氨氣、氧氣與銅反響生成的。Cu + nNH3 + 1/2 O2 + H2O Cu(NH3)n2+ + 2OH- 黃銅

6、在成膜溶液中含Cu2+和NH4+離子溶液，pH=6473中生成一層Cu2O膜 主要是晶延續(xù)裂。 在成膜溶液中的沿晶界斷裂機(jī)理：在銅合金外表存在Cu2O膜，韌性差；在應(yīng)力作用下發(fā)生脆性破裂。 在不成膜溶液中 pH=78112 時(shí)，銅合金處于活性溶解，在應(yīng)力的作用引起露頭的位錯(cuò)優(yōu)先溶解，因此裂紋沿著位錯(cuò)密度最高的途徑擴(kuò)展。1黃銅的黃銅的SCC機(jī)理機(jī)理2滑移滑移-溶解溶解-斷裂機(jī)理斷裂機(jī)理奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 該實(shí)際至少包括四個(gè)過(guò)程：外表膜的構(gòu)成、應(yīng)力作用下金屬產(chǎn)生滑移引起外表膜的破裂、裸露金屬的陽(yáng)極溶解、裸露金屬再鈍化。 在應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿著滑移面運(yùn)動(dòng)，在外表產(chǎn)生滑移臺(tái)階，外表膜產(chǎn)生部分破裂

7、，顯露活潑的“新穎金屬。有膜和無(wú)膜金屬及缺陷處構(gòu)成鈍化-活化微電池。 伴隨陽(yáng)極溶解產(chǎn)生陽(yáng)極極化，使陽(yáng)極周圍鈍化，在蝕坑即裂紋尖端周邊重新生成鈍化膜，隨后在拉應(yīng)力繼續(xù)作用下，蝕坑底部即裂紋尖端處呵斥應(yīng)力集中，而使鈍化膜再次破裂，呵斥新的活性陽(yáng)極區(qū)，如此反復(fù)，呵斥縱深穿晶的裂紋。 2、氫脆機(jī)理、氫脆機(jī)理 以為：金屬資以為：金屬資料在拉應(yīng)力料在拉應(yīng)力 和和腐蝕介質(zhì)共同作腐蝕介質(zhì)共同作用下，由于陰極用下，由于陰極復(fù)原反響產(chǎn)生的復(fù)原反響產(chǎn)生的氫原子分散到裂氫原子分散到裂紋尖端的金屬內(nèi)紋尖端的金屬內(nèi)部引起并控制脆部引起并控制脆斷。這種應(yīng)力腐斷。這種應(yīng)力腐蝕稱為氫脆型蝕稱為氫脆型SCCHE-SCC。也稱氫。

8、也稱氫的滯后開(kāi)裂。的滯后開(kāi)裂。 應(yīng)力來(lái)源：應(yīng)力來(lái)源：1任務(wù)應(yīng)力：設(shè)備和部件在任務(wù)條件下所接受的外加載任務(wù)應(yīng)力：設(shè)備和部件在任務(wù)條件下所接受的外加載荷；荷；2剩余應(yīng)力：金屬資料在消費(fèi)過(guò)程和加工過(guò)程中，在資剩余應(yīng)力：金屬資料在消費(fèi)過(guò)程和加工過(guò)程中，在資料料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。如冷軋、冷拔、冷彎、冷作、機(jī)械加內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。如冷軋、冷拔、冷彎、冷作、機(jī)械加工、焊接、熱處置過(guò)程中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力；工、焊接、熱處置過(guò)程中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力；3熱應(yīng)力：由于溫度變化而引起的剩余應(yīng)力；熱應(yīng)力：由于溫度變化而引起的剩余應(yīng)力；4構(gòu)造應(yīng)力：由于設(shè)備、部件的安裝與裝配而引起的應(yīng)構(gòu)造應(yīng)力：由于設(shè)備、部件的安裝與裝配而引起的應(yīng)力。

9、力。外加應(yīng)力愈大，資料斷裂時(shí)間愈短。如下圖。外加應(yīng)力愈大，資料斷裂時(shí)間愈短。如下圖。影呼應(yīng)力腐蝕斷裂的要素影呼應(yīng)力腐蝕斷裂的要素1、應(yīng)力、應(yīng)力應(yīng)力作用：應(yīng)力作用：1破壞鈍化膜破壞鈍化膜應(yīng)力作用：應(yīng)力作用：2加速加速Cl-和和OH-的吸附溶解的吸附溶解 1特殊離子及其濃度的影響：氧濃度、氯化物濃度影響如下圖。 2、介質(zhì)環(huán)境要素、介質(zhì)環(huán)境要素2溫度：溫度： 普通來(lái)說(shuō)，溫度升普通來(lái)說(shuō)，溫度升高，高，SCC容易發(fā)生，容易發(fā)生，但溫度過(guò)高，由于產(chǎn)但溫度過(guò)高，由于產(chǎn)生全面腐蝕，而抑制生全面腐蝕，而抑制了應(yīng)力腐蝕。了應(yīng)力腐蝕。 3溶液中溶液中pH值的影響：對(duì)不銹鋼而言，值的影響：對(duì)不銹鋼而言，pH值添加減緩

10、值添加減緩了應(yīng)力腐蝕。了應(yīng)力腐蝕。 4界面電位電位情況的影響：大量實(shí)驗(yàn)研討證明，界面電位電位情況的影響：大量實(shí)驗(yàn)研討證明，SCC只需只需在一定的電位范圍內(nèi)才干發(fā)生?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)合金的陽(yáng)極極化曲線有在一定的電位范圍內(nèi)才干發(fā)生。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)合金的陽(yáng)極極化曲線有三個(gè)易產(chǎn)生三個(gè)易產(chǎn)生SCC的區(qū)域。這些區(qū)域都是過(guò)渡區(qū)。如下圖。的區(qū)域。這些區(qū)域都是過(guò)渡區(qū)。如下圖。 在不銹鋼中參與Si、Co有利于提高抗SCC性能。但含有周期表第V類元素N、P、As、Sb、Bi有有害的。Mo 4%能提高抗SCC性能。 對(duì)鈦合金，降低它的含氧量和Al量，同時(shí)參與適量的Nb、Ta、V有利于提高抗SCC性能。 對(duì)黃銅，少量Fe、Sn、Mn、S

11、i、Al、Cd、Pb可促進(jìn)應(yīng)力腐蝕。 3、合金成分的影響、合金成分的影響 1、降低和消除應(yīng)力： 構(gòu)造設(shè)計(jì)：降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，盡量防止或減少部分應(yīng)力集中； 加工和裝配：應(yīng)盡量防止產(chǎn)生剩余應(yīng)力； 機(jī)械方法消除內(nèi)應(yīng)力，在受應(yīng)力的合金外表進(jìn)展噴丸、噴砂、錘敲等處置，使外表層處于壓應(yīng)力形狀，以提高抗SCC性能。 2、控制環(huán)境 改善運(yùn)用條件，除去危害性大的介質(zhì)成分。如水中的氧和氯化物。 減少內(nèi)外溫差； 升高pH值； 采用添加適當(dāng)?shù)木徫g劑或采用涂、鍍層的方法控制環(huán)境； 采用陰、陽(yáng)極電化學(xué)維護(hù)方法，防止進(jìn)入三個(gè)SCC敏感的電位區(qū)。 3、改善材質(zhì)較抗SCC性能的不銹鋼：高鎳奧氏體、高純奧氏體鋼、雙相不銹鋼；較抗SC

12、C性能的鋁合金：包鋁LD10、包鋁的LY12、LF21、ZL101；較抗SCC性能的鈦合金：Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-2Al-4Mo-4Zr。 應(yīng)力腐蝕斷裂的控制措施應(yīng)力腐蝕斷裂的控制措施應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)及其評(píng)定應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)及其評(píng)定1模擬實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備2、實(shí)驗(yàn)室常用的應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)介質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室常用的應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)介質(zhì)3、結(jié)果的評(píng)定、結(jié)果的評(píng)定 采用采用20倍的放大鏡檢查：裂紋引發(fā)所需時(shí)間、裂紋生長(zhǎng)速倍的放大鏡檢查：裂紋引發(fā)所需時(shí)間、裂紋生長(zhǎng)速度、斷裂時(shí)間。度、斷裂時(shí)間。 金相檢驗(yàn)穿晶、沿晶和混合型應(yīng)力腐蝕破裂。金相檢驗(yàn)穿晶、沿晶和混合型應(yīng)力腐蝕破裂。 5.5.2 氫損傷氫損傷 定義：定義：

13、氫與資料交互作用引起的資料力學(xué)氫與資料交互作用引起的資料力學(xué)性能性能 受損的景象。受損的景象。 景象：景象： 金屬資料的韌性和塑性性能下降，金屬資料的韌性和塑性性能下降，易使資料易使資料 開(kāi)裂或脆斷。開(kāi)裂或脆斷。 分類：氫腐蝕、氫鼓泡、氫裂。分類：氫腐蝕、氫鼓泡、氫裂。 氫損傷與應(yīng)力腐蝕斷裂的區(qū)別氫損傷與應(yīng)力腐蝕斷裂的區(qū)別 氫損傷和應(yīng)力腐蝕斷裂在產(chǎn)生緣由和機(jī)理上是有區(qū)別的。 應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展是由于裂紋的陽(yáng)極溶解，其陰極對(duì)裂紋的擴(kuò)展并不產(chǎn)生直接的影響。 氫損傷是由于合金在陰極區(qū)吸收了陰極反響產(chǎn)物氫原子，誘導(dǎo)脆性而產(chǎn)生和擴(kuò)展的。 1、氫的來(lái)源 內(nèi)氫：冶煉、鑄造、電鍍、酸洗、焊接、陰極充氫等工藝過(guò)

14、程中引入的。 外氫：資料運(yùn)用過(guò)程中，由外界環(huán)境引入的。 1H2吸附分解成原子氫。 2腐蝕析氫在金屬外表分解成原子氫。 3含氫物質(zhì)與金屬外表發(fā)生反響放出氫。2、氫的存在方式 氫可以H-、H、H+、H2、金屬氫化物、固溶體、碳?xì)浠衔锏确绞酱嬖谟诮饘僦?，也可與位錯(cuò)結(jié)合構(gòu)成氣團(tuán)而存在。 氫的來(lái)源、存在方式與傳輸氫的來(lái)源、存在方式與傳輸3、氫的傳輸、氫的傳輸 氫在金屬中是以點(diǎn)陣分散、應(yīng)力誘導(dǎo)分散及氫的位錯(cuò)遷移氫在金屬中是以點(diǎn)陣分散、應(yīng)力誘導(dǎo)分散及氫的位錯(cuò)遷移等方式進(jìn)展傳輸?shù)?。等方式進(jìn)展傳輸?shù)摹｜c(diǎn)陣分散：金屬外表富集氫后與金屬內(nèi)部構(gòu)成一定的濃度梯點(diǎn)陣分散：金屬外表富集氫后與金屬內(nèi)部構(gòu)成一定的濃度梯度，那

15、么氫會(huì)向金屬內(nèi)部分散。氫原子處在金屬點(diǎn)陣的間度，那么氫會(huì)向金屬內(nèi)部分散。氫原子處在金屬點(diǎn)陣的間隙位置，從一個(gè)間隙位置跳到另一個(gè)間隙位置的過(guò)程就是隙位置，從一個(gè)間隙位置跳到另一個(gè)間隙位置的過(guò)程就是氫的分散。氫的分散。 (圈套圈套) 應(yīng)力誘導(dǎo)分散：氫在應(yīng)力梯度作用下經(jīng)過(guò)應(yīng)力誘導(dǎo)分散，將應(yīng)力誘導(dǎo)分散：氫在應(yīng)力梯度作用下經(jīng)過(guò)應(yīng)力誘導(dǎo)分散，將向高應(yīng)力區(qū)聚集向高應(yīng)力區(qū)聚集Corsky效應(yīng)。高應(yīng)力區(qū)氫濃度均超越效應(yīng)。高應(yīng)力區(qū)氫濃度均超越整體的氫濃度。整體的氫濃度。位錯(cuò)遷移：位錯(cuò)可捕獲氫，因此影響氫的點(diǎn)陣分散，當(dāng)位錯(cuò)位錯(cuò)遷移：位錯(cuò)可捕獲氫，因此影響氫的點(diǎn)陣分散，當(dāng)位錯(cuò)進(jìn)展運(yùn)動(dòng)時(shí)，氫氣團(tuán)跟著位錯(cuò)一同運(yùn)動(dòng)。進(jìn)展運(yùn)

16、動(dòng)時(shí)，氫氣團(tuán)跟著位錯(cuò)一同運(yùn)動(dòng)。1、氫腐蝕機(jī)理高溫氫腐蝕Hydrogen Corrosion 氫腐蝕是指在高溫200以上，高壓條件下，氫進(jìn)入金屬，產(chǎn)生合金組分與氫化學(xué)反響生成氫化物等物質(zhì)，導(dǎo)致合金強(qiáng)度下降以致沿晶界開(kāi)裂的景象，簡(jiǎn)稱HC。 機(jī)理：C+2H2 CH4 Fe3C+2H2 3Fe+CH4 或4H + Fe3C 3Fe+CH4 反響生成的高壓氣體，在高壓、高溫、含氫條件下氫分子分散到鋼中，并生成甲烷，甲烷在鋼中的分散才干很低，這樣甲烷量不斷增多，構(gòu)成部分高壓，呵斥應(yīng)力集中使該處開(kāi)展為裂紋。脫碳?xì)鋼p傷類型及其機(jī)理氫損傷類型及其機(jī)理氫腐蝕過(guò)程氫腐蝕過(guò)程孕育期：晶界碳化物及其附近有大量亞微型充溢

17、甲烷的孕育期：晶界碳化物及其附近有大量亞微型充溢甲烷的 鼓泡形核。鼓泡形核。 力學(xué)性能和顯微組織均無(wú)變化力學(xué)性能和顯微組織均無(wú)變化迅速腐蝕期：小鼓泡長(zhǎng)大并沿晶界構(gòu)成裂紋。迅速腐蝕期：小鼓泡長(zhǎng)大并沿晶界構(gòu)成裂紋。 鋼的體積膨脹，力學(xué)性能大大下降鋼的體積膨脹，力學(xué)性能大大下降飽和期：裂紋相互銜接，內(nèi)部脫碳直到碳耗盡。飽和期：裂紋相互銜接，內(nèi)部脫碳直到碳耗盡。 體積不再膨脹體積不再膨脹氫腐蝕的影響要素氫腐蝕的影響要素 溫度溫度 氫分壓氫分壓 冷加工變形：加速腐蝕應(yīng)變易集中在鐵素體和碳化物界冷加工變形：加速腐蝕應(yīng)變易集中在鐵素體和碳化物界面上，在晶界構(gòu)成高密度微孔，添加了組織和應(yīng)力的不均面上，在晶界構(gòu)

18、成高密度微孔，添加了組織和應(yīng)力的不均勻性，添加氣泡形核位置，并有利于裂紋的擴(kuò)展。勻性，添加氣泡形核位置，并有利于裂紋的擴(kuò)展。 碳化物的球化處置：使界面能降低而有利于孕育期的延伸。碳化物的球化處置：使界面能降低而有利于孕育期的延伸。 穩(wěn)定化元素穩(wěn)定化元素2、氫鼓泡、氫鼓泡Hydrogen Blistering 氫鼓泡是指過(guò)飽和的氫原子在缺陷位置如夾雜、氣孔、氫鼓泡是指過(guò)飽和的氫原子在缺陷位置如夾雜、氣孔、微縫隙處析出后，構(gòu)成氫分子，在部分區(qū)域呵斥高氫壓微縫隙處析出后，構(gòu)成氫分子，在部分區(qū)域呵斥高氫壓106MPa，引起外表鼓泡或構(gòu)成內(nèi)部裂紋，使鋼材撕裂，引起外表鼓泡或構(gòu)成內(nèi)部裂紋，使鋼材撕裂開(kāi)來(lái)的

19、景象，稱氫誘發(fā)開(kāi)裂開(kāi)來(lái)的景象，稱氫誘發(fā)開(kāi)裂HIC或氫鼓泡或氫鼓泡HB。3、氫化物脆裂、氫化物脆裂 Hydrogen Embrittlement 氫化物脆裂脆氫化物脆裂脆HE是指由于氫分散到金屬中以固溶態(tài)是指由于氫分散到金屬中以固溶態(tài)氫以氫以H-、H、H+的形狀，固溶于金屬中存在，或生成的形狀，固溶于金屬中存在，或生成氫化物而導(dǎo)致資料斷裂的景象。氫化物而導(dǎo)致資料斷裂的景象。 特征：特征： 敏感性隨溫度的降低及樣品有缺口而添加敏感性隨溫度的降低及樣品有缺口而添加 與形變速率關(guān)系親密與形變速率關(guān)系親密 氫化物的形狀、分布對(duì)金屬的塑性有明顯的影響：薄片氫化物的形狀、分布對(duì)金屬的塑性有明顯的影響：薄片狀

20、氫化物易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。狀氫化物易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。 應(yīng)力誘導(dǎo)氫脆應(yīng)力誘導(dǎo)氫脆 在加負(fù)荷之前并不存在斷裂源，在加負(fù)荷之前并不存在斷裂源，而是在應(yīng)力作用下由于氫與應(yīng)而是在應(yīng)力作用下由于氫與應(yīng)力的交互作用逐漸構(gòu)成斷裂源。力的交互作用逐漸構(gòu)成斷裂源。 含氫金屬在緩慢的變形中逐漸含氫金屬在緩慢的變形中逐漸構(gòu)成裂紋源，裂紋擴(kuò)展以致脆構(gòu)成裂紋源，裂紋擴(kuò)展以致脆裂。裂。 資料中的氫在應(yīng)力梯度作用下資料中的氫在應(yīng)力梯度作用下向高的三向拉應(yīng)力處富集，當(dāng)向高的三向拉應(yīng)力處富集，當(dāng)偏聚氫濃度到達(dá)臨界值時(shí)，就偏聚氫濃度到達(dá)臨界值時(shí)，就會(huì)在應(yīng)力場(chǎng)的結(jié)協(xié)作用下導(dǎo)致會(huì)在應(yīng)力場(chǎng)的結(jié)協(xié)作用下導(dǎo)致開(kāi)裂。開(kāi)裂。氫脆的特征氫脆

21、的特征 普通發(fā)生在普通發(fā)生在-100150的溫度范圍內(nèi)，室溫附近的溫度范圍內(nèi)，室溫附近(-30一一30)最敏感。最敏感。 形變速度越大，出現(xiàn)現(xiàn)氫脆的溫度范圍越窄，其塑性降低形變速度越大，出現(xiàn)現(xiàn)氫脆的溫度范圍越窄，其塑性降低愈越小。應(yīng)變速率愈低，氫脆愈敏感。愈越小。應(yīng)變速率愈低，氫脆愈敏感。 合金的脆性轉(zhuǎn)變溫度隨合金中氫含量增高而升高。合金的脆性轉(zhuǎn)變溫度隨合金中氫含量增高而升高。 可逆性氫脆普通對(duì)延伸率影響較小，而對(duì)斷面收縮率影響可逆性氫脆普通對(duì)延伸率影響較小，而對(duì)斷面收縮率影響較大。較大。 可逆性氫脆的裂紋擴(kuò)展是不延續(xù)的，氫脆的裂紋源普通不可逆性氫脆的裂紋擴(kuò)展是不延續(xù)的，氫脆的裂紋源普通不在外表，裂紋較少有分枝景象。在外表，裂紋較少有分枝景象。1、氫含量影響 隨著鋼中氫濃度的添加，鋼的臨界應(yīng)力下降，延伸率減小，對(duì)氫的敏感性增大。當(dāng)氫氣中含有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)抑制氫損傷影響氫損傷的要素影響氫損傷的要素2、溫度的影響、溫度的影響 氫脆普通發(fā)生在氫脆普通發(fā)生在-3030范圍內(nèi)。溫度高于范圍內(nèi)。溫度高于65，普通不，普通不產(chǎn)生氫脆。這是由于隨著溫度的升高，氫的分散加快，鋼中含產(chǎn)生氫脆。這是由于隨著溫度的升高，氫的分散加快，鋼中含氫量下降，不容易在裂紋尖端富集的緣故。氫量下降，不容易在裂紋尖端