第7章_金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂

1、1一、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件一、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件1、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象 應(yīng)力腐蝕斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂(SCC)：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)共同作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。象。 特點(diǎn)特點(diǎn)：。 低碳鋼、低合金鋼低碳鋼、低合金鋼堿脆、硝脆堿脆、硝脆 不銹鋼不銹鋼氯脆氯脆 銅合金銅合金氨脆氨脆22、產(chǎn)生條件、產(chǎn)生條件 應(yīng)力應(yīng)力：靜應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，且一：靜應(yīng)力遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，且一般為拉應(yīng)力。包括工作應(yīng)力和殘余應(yīng)力。般為拉應(yīng)力。包括工作應(yīng)力和殘余應(yīng)力。 化學(xué)介質(zhì)化學(xué)介質(zhì)：一定材料對(duì)

2、應(yīng)一定的化學(xué)介質(zhì)；：一定材料對(duì)應(yīng)一定的化學(xué)介質(zhì)；表表6-1所示所示 金屬材料金屬材料：純金屬一般不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，：純金屬一般不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，合金對(duì)應(yīng)力腐蝕都比較敏感，不同的合金成合金對(duì)應(yīng)力腐蝕都比較敏感，不同的合金成分，敏感性不同。分，敏感性不同。34二、應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理及斷口形貌特征二、應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理及斷口形貌特征關(guān)于應(yīng)力腐蝕的機(jī)理曾提出許多學(xué)說(shuō)，如活性通關(guān)于應(yīng)力腐蝕的機(jī)理曾提出許多學(xué)說(shuō)，如活性通路路電化學(xué)理論，膜破裂理論、氫脆理論，電化學(xué)理論，膜破裂理論、氫脆理論，“化學(xué)脆化學(xué)脆變變脆性破裂脆性破裂”理論，腐蝕產(chǎn)物楔入理論、隧洞形蝕孔理論，腐蝕產(chǎn)物楔入理論、隧洞形蝕孔撕裂理論，應(yīng)力吸

3、附破裂理論，快速溶解理論，環(huán)境破撕裂理論，應(yīng)力吸附破裂理論，快速溶解理論，環(huán)境破裂三階段理論裂三階段理論等。等。5最基本的是：最基本的是：滑移滑移溶解理論溶解理論( (或稱鈍化模破壞理論或稱鈍化模破壞理論) )和氫脆理論。和氫脆理論。1 1、應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理、應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理在特定化學(xué)介質(zhì)中首先在表面形成一在特定化學(xué)介質(zhì)中首先在表面形成一層鈍化膜，在拉應(yīng)力作用下裂紋尖端層鈍化膜，在拉應(yīng)力作用下裂紋尖端地區(qū)產(chǎn)生局部塑性變形，滑移臺(tái)階在地區(qū)產(chǎn)生局部塑性變形，滑移臺(tái)階在表面露頭時(shí)鈍化膜破裂，顯露出新表表面露頭時(shí)鈍化膜破裂，顯露出新表面。這個(gè)新表面在電解質(zhì)溶液中成為面。這個(gè)新表面在電解質(zhì)溶液中成為陽(yáng)極

4、，具有鈍化膜的金屬表面為陰極，陽(yáng)極，具有鈍化膜的金屬表面為陰極，從而形成腐蝕微電池。從而形成腐蝕微電池。6陽(yáng)極金屬變成正離子進(jìn)入電解質(zhì)中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解，于是在金屬表面形成陽(yáng)極金屬變成正離子進(jìn)入電解質(zhì)中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解，于是在金屬表面形成蝕坑。拉應(yīng)力在蝕坑或原有裂紋的尖端形成應(yīng)力集中，使陽(yáng)極電位降低，蝕坑。拉應(yīng)力在蝕坑或原有裂紋的尖端形成應(yīng)力集中，使陽(yáng)極電位降低，加速陽(yáng)極金屬的溶解。如果裂紋尖端的應(yīng)力集中始終存在，那么微電池加速陽(yáng)極金屬的溶解。如果裂紋尖端的應(yīng)力集中始終存在，那么微電池反應(yīng)便不斷進(jìn)行，鈍化膜不能恢復(fù)，裂紋將逐步向縱深擴(kuò)展。反應(yīng)便不斷進(jìn)行，鈍化膜不能恢復(fù)，裂紋將逐步向縱深擴(kuò)展。在應(yīng)力腐蝕

5、過(guò)程中，衡量腐蝕速度的腐蝕電流在應(yīng)力腐蝕過(guò)程中，衡量腐蝕速度的腐蝕電流I I表表示為：示為：R微電池中的電阻；微電池中的電阻；Vc,Va- -電池兩極的電位。電池兩極的電位。如果在介質(zhì)中的極化過(guò)程如果在介質(zhì)中的極化過(guò)程不是非常不是非常強(qiáng)烈，則強(qiáng)烈，則Vc-Va變得很小，腐蝕過(guò)程就大受抑制；變得很小，腐蝕過(guò)程就大受抑制；如果介質(zhì)中去極化過(guò)程很強(qiáng)，如果介質(zhì)中去極化過(guò)程很強(qiáng)，Vc-Va很大，腐蝕很大，腐蝕電流增大，致使金屬表面受到全面腐蝕，表面電流增大，致使金屬表面受到全面腐蝕，表面不能形成鈍化膜。不能形成鈍化膜。)(1acVVRI71）應(yīng)力腐蝕斷裂斷口宏觀特征應(yīng)力腐蝕斷裂斷口宏觀特征（1）即使是塑

6、韌性非常好的材料，其應(yīng)力腐蝕斷裂的宏觀形即使是塑韌性非常好的材料，其應(yīng)力腐蝕斷裂的宏觀形貌也是完全脆性的。貌也是完全脆性的。（2）斷口往往是粗糙的。斷口往往是粗糙的。（3）在亞穩(wěn)擴(kuò)展區(qū)可見(jiàn)腐蝕產(chǎn)物帶來(lái)的顏色變化（黑色或灰在亞穩(wěn)擴(kuò)展區(qū)可見(jiàn)腐蝕產(chǎn)物帶來(lái)的顏色變化（黑色或灰黑色），但深裂紋的裂夾區(qū)顏色可能很淺，不易為肉眼黑色），但深裂紋的裂夾區(qū)顏色可能很淺，不易為肉眼辨認(rèn)。辨認(rèn)。（4）由于斷裂總是從與介質(zhì)接觸的表面開(kāi)始，故啟裂區(qū)表面由于斷裂總是從與介質(zhì)接觸的表面開(kāi)始，故啟裂區(qū)表面附近的斷口顏色最深，有時(shí)由于腐蝕進(jìn)展的變化會(huì)在斷附近的斷口顏色最深，有時(shí)由于腐蝕進(jìn)展的變化會(huì)在斷口上留下海灘花樣?？谏狭粝?/p>

7、海灘花樣。（5）與介質(zhì)接觸表面往往有點(diǎn)蝕或蝕斑。與介質(zhì)接觸表面往往有點(diǎn)蝕或蝕斑。（6）應(yīng)注意，有腐蝕產(chǎn)物不是判定應(yīng)力腐蝕的充分條件。因應(yīng)注意，有腐蝕產(chǎn)物不是判定應(yīng)力腐蝕的充分條件。因?yàn)橐灿锌赡苡捎趧e的機(jī)制導(dǎo)致斷裂后，斷口受到隨后的為也有可能由于別的機(jī)制導(dǎo)致斷裂后，斷口受到隨后的腐蝕。腐蝕。82）應(yīng)力腐蝕斷口微觀特征應(yīng)力腐蝕斷口微觀特征（1）若腐蝕產(chǎn)物不是很厚或被清洗掉后，在適當(dāng)（如數(shù)百倍）倍率若腐蝕產(chǎn)物不是很厚或被清洗掉后，在適當(dāng)（如數(shù)百倍）倍率下，沿晶斷口的形貌是顆粒狀。下，沿晶斷口的形貌是顆粒狀。（2）穿晶型的應(yīng)力腐蝕斷口有羽毛狀花樣或明顯的類似解理形貌。穿晶型的應(yīng)力腐蝕斷口有羽毛狀花樣或

8、明顯的類似解理形貌。（3）在腐蝕產(chǎn)物很厚的情況下，斷口形貌可能被掩蓋。在腐蝕產(chǎn)物很厚的情況下，斷口形貌可能被掩蓋。（4）腐蝕產(chǎn)物的形貌同金屬基體形貌不同，常見(jiàn)的是腐蝕產(chǎn)物的形貌同金屬基體形貌不同，常見(jiàn)的是“泥狀花樣泥狀花樣”的腐蝕產(chǎn)物。的腐蝕產(chǎn)物。（5）清洗過(guò)的清洗過(guò)的SCC斷口能看出被腐蝕的跡象，尤其是沿晶型，更易斷口能看出被腐蝕的跡象，尤其是沿晶型，更易辨認(rèn)，這是同單純氫脆及其它沿晶斷口相區(qū)別的重要依據(jù)。辨認(rèn)，這是同單純氫脆及其它沿晶斷口相區(qū)別的重要依據(jù)。 93）應(yīng)力腐蝕斷裂途徑應(yīng)力腐蝕斷裂途徑 10(1)根據(jù)金屬和合金的種類及介根據(jù)金屬和合金的種類及介質(zhì)不同，質(zhì)不同，SCCSCC可以是沿

9、晶的可以是沿晶的或穿晶的：或穿晶的： 碳鋼和鉻不銹鋼多系沿晶碳鋼和鉻不銹鋼多系沿晶 奧氏體不銹鋼多為穿晶奧氏體不銹鋼多為穿晶 鋁、鈦、鎳也多為沿晶鋁、鈦、鎳也多為沿晶 但也有例外的。但也有例外的。(2)裂紋擴(kuò)展的宏觀方向與應(yīng)力裂紋擴(kuò)展的宏觀方向與應(yīng)力有關(guān)，大體垂直于主應(yīng)力，有關(guān)，大體垂直于主應(yīng)力，但裂紋常有分叉現(xiàn)象，呈枯但裂紋常有分叉現(xiàn)象，呈枯樹(shù)枝狀。樹(shù)枝狀。 三、應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)三、應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)1、應(yīng)力腐蝕曲線應(yīng)力腐蝕曲線 采用光滑試樣在拉應(yīng)力和化學(xué)介質(zhì)共同作用下，測(cè)定采用光滑試樣在拉應(yīng)力和化學(xué)介質(zhì)共同作用下，測(cè)定不同應(yīng)力水平作用下的斷裂時(shí)間曲線，從而求出該種不同應(yīng)力水平作用下的斷裂時(shí)間

10、曲線，從而求出該種材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力。材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力。 實(shí)際機(jī)件一般都不可避免地存在著裂紋或類似裂紋的實(shí)際機(jī)件一般都不可避免地存在著裂紋或類似裂紋的缺陷。因此，用應(yīng)力腐蝕破裂的臨界應(yīng)力指標(biāo)缺陷。因此，用應(yīng)力腐蝕破裂的臨界應(yīng)力指標(biāo)scc不能不能客觀地反映裂紋機(jī)件對(duì)應(yīng)力腐蝕的抗力?？陀^地反映裂紋機(jī)件對(duì)應(yīng)力腐蝕的抗力。 發(fā)展了兩個(gè)重要的應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)：發(fā)展了兩個(gè)重要的應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)： 應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KIscc 應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率da/dt1112三、應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)三、應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)2、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因

11、子、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KISCC 定義：在特定介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的最大應(yīng)力場(chǎng)定義：在特定介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的最大應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子。強(qiáng)度因子。 含宏觀裂紋的試樣，恒定載荷，特定介質(zhì)，測(cè)含宏觀裂紋的試樣，恒定載荷，特定介質(zhì)，測(cè)KItf曲線。曲線。 KISCC值的測(cè)定：值的測(cè)定：1) 恒載荷法：使恒載荷法：使KI不斷增大的方法，最不斷增大的方法，最常用的是恒載荷的懸臂梁彎曲試驗(yàn)裝置。常用的是恒載荷的懸臂梁彎曲試驗(yàn)裝置。2) 恒位移法：恒位移法：使使KI不斷減少，用緊湊拉伸試樣和螺栓加載。不斷減少，用緊湊拉伸試樣和螺栓加載。 13142、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)

12、強(qiáng)度因子KISCC2/1332/3112. 4BWMKI15整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中載荷恒定，隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋尖整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中載荷恒定，隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋尖端端KI增大，可用下式計(jì)算：增大，可用下式計(jì)算：其中其中1a/W試驗(yàn)時(shí)制備一組尺寸相同的試樣，每個(gè)試樣承受不同試驗(yàn)時(shí)制備一組尺寸相同的試樣，每個(gè)試樣承受不同恒定載荷，使裂紋尖端產(chǎn)生不同大小的初始應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)恒定載荷，使裂紋尖端產(chǎn)生不同大小的初始應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子度因子KI初，記錄各種初，記錄各種KI初作用下的斷裂時(shí)間初作用下的斷裂時(shí)間tf，以，以KI初與初與tf為坐標(biāo)作圖，曲線水平部分所對(duì)應(yīng)為坐標(biāo)作圖，曲線水平部分所對(duì)應(yīng)KI初的即初的即為材料的為材料的

13、KIscc162、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KISCC KKISCC時(shí)，在應(yīng)力作用下，材料或零件可以長(zhǎng)期處于時(shí)，在應(yīng)力作用下，材料或零件可以長(zhǎng)期處于腐蝕環(huán)境中而不發(fā)生破壞。腐蝕環(huán)境中而不發(fā)生破壞。 KISCCKKIC時(shí)，加上初始載荷后試樣立即斷裂。時(shí)，加上初始載荷后試樣立即斷裂。 KISCC也可以測(cè)量裂紋擴(kuò)展速率也可以測(cè)量裂紋擴(kuò)展速率da/dt。172、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子、應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KISCC3、應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率da/dt 定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)裂紋的擴(kuò)展量。定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)裂紋的擴(kuò)展量。da/dt=f(KI)da/dtKI

14、曲線上的三個(gè)階段：曲線上的三個(gè)階段：l 存在一個(gè)門檻值存在一個(gè)門檻值KISCC。當(dāng)。當(dāng)KIKISCC時(shí)，時(shí)，da/dt =0 或微或微不足道。不足道。l 第第階段：當(dāng)階段：當(dāng)KI超過(guò)超過(guò)KIscc時(shí)裂紋突然加速擴(kuò)展，時(shí)裂紋突然加速擴(kuò)展，da/dtKI曲線幾乎與縱坐標(biāo)軸平行。曲線幾乎與縱坐標(biāo)軸平行。da/dt 值小，但受值小，但受K之影響較大。之影響較大。四、防止應(yīng)力腐蝕的措施四、防止應(yīng)力腐蝕的措施應(yīng)力腐蝕是通過(guò)陽(yáng)極溶解的過(guò)程進(jìn)行的。應(yīng)力腐蝕機(jī)理就是滑應(yīng)力腐蝕是通過(guò)陽(yáng)極溶解的過(guò)程進(jìn)行的。應(yīng)力腐蝕機(jī)理就是滑移移溶解理論。它可以簡(jiǎn)單地歸結(jié)為四個(gè)過(guò)程，即滑移溶解理論。它可以簡(jiǎn)單地歸結(jié)為四個(gè)過(guò)程，即滑移

15、膜膜破破陽(yáng)極溶解陽(yáng)極溶解再鈍化。再鈍化。防止應(yīng)力腐蝕的方法要視具體的材料防止應(yīng)力腐蝕的方法要視具體的材料 介質(zhì)而定。介質(zhì)而定。主要措施：主要措施：1 1、合理選擇金屬材料、合理選擇金屬材料 針對(duì)機(jī)件所受應(yīng)力和接觸的化學(xué)介質(zhì)，選用耐應(yīng)力腐蝕的針對(duì)機(jī)件所受應(yīng)力和接觸的化學(xué)介質(zhì)，選用耐應(yīng)力腐蝕的金屬材料。選材時(shí)還應(yīng)盡可能選取金屬材料。選材時(shí)還應(yīng)盡可能選取KIscc較高的合金。較高的合金。2 2、減少或消除機(jī)件中的殘余拉應(yīng)力、減少或消除機(jī)件中的殘余拉應(yīng)力 必要時(shí)采用退火工藝以消除應(yīng)力或采用噴丸等表面處理方法。必要時(shí)采用退火工藝以消除應(yīng)力或采用噴丸等表面處理方法。3 3、改善化學(xué)介質(zhì)、改善化學(xué)介質(zhì) 一方

16、面設(shè)法減少和消除促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的有害化學(xué)離子；一方面設(shè)法減少和消除促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的有害化學(xué)離子；另一方面可在化學(xué)介質(zhì)中添加緩蝕劑。另一方面可在化學(xué)介質(zhì)中添加緩蝕劑。4 4、采用電化學(xué)保護(hù)、采用電化學(xué)保護(hù) 采用陰極保護(hù)法使金屬在化學(xué)介質(zhì)中的電位遠(yuǎn)離應(yīng)力腐蝕敏采用陰極保護(hù)法使金屬在化學(xué)介質(zhì)中的電位遠(yuǎn)離應(yīng)力腐蝕敏感電位區(qū)域。感電位區(qū)域。197-2 7-2 氫氫 脆脆 定義定義：由于氫和應(yīng)力的共同作用，而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)：由于氫和應(yīng)力的共同作用，而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象。生脆性斷裂的現(xiàn)象。一、氫在金屬中的存在形式一、氫在金屬中的存在形式 內(nèi)含的氫內(nèi)含的氫( (冶煉和加工中帶入的氫冶煉和加工中

17、帶入的氫) )； 外來(lái)的氫外來(lái)的氫( (工作中，吸工作中，吸H)H)； 以間隙原子狀態(tài)固溶在金屬中；以間隙原子狀態(tài)固溶在金屬中； 以分子狀態(tài)存在于孔洞、氣泡裂紋等處；以分子狀態(tài)存在于孔洞、氣泡裂紋等處； 在金屬在金屬( (如如V V、NbNb、TiTi、ZrZr、Hf)Hf)中形成氫化物。中形成氫化物。20二、氫脆類型及其特征二、氫脆類型及其特征1、氫蝕、氫蝕( (氣蝕氣蝕) ) 氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化。結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化。 宏觀斷口形貌：呈氧化色，顆粒狀。宏觀斷口形貌：呈氧化色，顆粒狀

18、。 微觀：晶界明顯加寬，呈沿晶斷裂。微觀：晶界明顯加寬，呈沿晶斷裂。2、白點(diǎn)（發(fā)裂）、白點(diǎn)（發(fā)裂） H過(guò)量時(shí)，隨溫度降低合金中過(guò)量時(shí)，隨溫度降低合金中H H的溶解度降低，容易形成的溶解度降低，容易形成H2, ,使使H的體積增加形成很大的內(nèi)壓力撕裂金屬局部形成裂紋。的體積增加形成很大的內(nèi)壓力撕裂金屬局部形成裂紋。這些裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，為銀白色，因此成為白這些裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，為銀白色，因此成為白點(diǎn)。白點(diǎn)是一種嚴(yán)重的缺陷，降低材料的性能。點(diǎn)。白點(diǎn)是一種嚴(yán)重的缺陷，降低材料的性能。 減弱或消除的方法：精煉除氣、鍛后緩冷或等溫退火，以減弱或消除的方法：精煉除氣、鍛后緩冷或等溫退火，以及

19、加入一些微量元素。及加入一些微量元素。21223、氫化物致脆、氫化物致脆l(xiāng)與氫有較大親和力的與氫有較大親和力的B、B族金屬，極易生成脆性氫化族金屬，極易生成脆性氫化物，氫化物很硬、脆，與基體結(jié)合不牢。使金屬脆化。物，氫化物很硬、脆，與基體結(jié)合不牢。使金屬脆化。l晶粒粗大，氫化物呈薄片狀晶粒粗大，氫化物呈薄片狀較大應(yīng)力集中較大應(yīng)力集中危害大危害大l晶粒細(xì)小，氫化物塊狀不連續(xù)分布晶粒細(xì)小，氫化物塊狀不連續(xù)分布危害小危害小4 4、氫導(dǎo)致延滯斷裂、氫導(dǎo)致延滯斷裂l定義：由于適量以固溶形式存在的氫，金屬在低于屈服強(qiáng)定義：由于適量以固溶形式存在的氫，金屬在低于屈服強(qiáng)度應(yīng)力下持續(xù)作用經(jīng)過(guò)一段孕育期后，在金屬

20、內(nèi)部形成裂度應(yīng)力下持續(xù)作用經(jīng)過(guò)一段孕育期后，在金屬內(nèi)部形成裂紋且擴(kuò)展，最后突然發(fā)生的脆性斷裂。紋且擴(kuò)展，最后突然發(fā)生的脆性斷裂。l特點(diǎn)：特點(diǎn)：l1) 1) 只在一定溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)；只在一定溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)；l2) 2) 提高應(yīng)變速率，可降低材料氫脆的敏感性；提高應(yīng)變速率，可降低材料氫脆的敏感性；l3) 3) 顯著降低材料斷后延伸率，但有一極限值；而斷面收顯著降低材料斷后延伸率，但有一極限值；而斷面收縮率隨含縮率隨含H H量增加一直降低；量增加一直降低；l4) 4) 高強(qiáng)度鋼的這類斷裂有可逆性。即低應(yīng)力慢速應(yīng)變后，高強(qiáng)度鋼的這類斷裂有可逆性。即低應(yīng)力慢速應(yīng)變后，由于氫脆降低塑性，卸載停留一定時(shí)間后

21、再進(jìn)行高速加載由于氫脆降低塑性，卸載停留一定時(shí)間后再進(jìn)行高速加載可以恢復(fù)塑性，消除氫脆可以恢復(fù)塑性，消除氫脆三、鋼的氫致延滯斷裂機(jī)理三、鋼的氫致延滯斷裂機(jī)理三個(gè)階段：孕育，裂紋亞穩(wěn)擴(kuò)展，失穩(wěn)擴(kuò)展階段。三個(gè)階段：孕育，裂紋亞穩(wěn)擴(kuò)展，失穩(wěn)擴(kuò)展階段。 孕育期：孕育期：Fe晶格中氫原子數(shù)量晶格中氫原子數(shù)量+遷移遷移+ +偏聚偏聚1 1）氫氣團(tuán)導(dǎo)致裂紋）氫氣團(tuán)導(dǎo)致裂紋 氫固溶于氫固溶于Fe晶格，存在刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，氫原子與位錯(cuò)交互作用，晶格，存在刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，氫原子與位錯(cuò)交互作用，遷移到位錯(cuò)線附近的拉應(yīng)力區(qū)，形成氫氣團(tuán)。遷移到位錯(cuò)線附近的拉應(yīng)力區(qū)，形成氫氣團(tuán)。 氣團(tuán)隨位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其遇到障氣團(tuán)隨位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其遇到障礙時(shí)產(chǎn)生位錯(cuò)塞積，同時(shí)氫原子在塞積區(qū)聚集。若應(yīng)力足夠大，則在位錯(cuò)塞積礙時(shí)產(chǎn)生位錯(cuò)塞積，同時(shí)氫原子在塞積區(qū)聚集。若應(yīng)力足夠大，則在位錯(cuò)塞積端部形成較大應(yīng)力集中，形成裂