钢锻件的氢脆及其基本分类

2019-09-26 17:37:08 zxhcl 5

氢脆及其基本分类

        已知,氢在进入钢中之后,所造成的最主要的危害是使钢的塑性、韧性降低,这种现象称为氢致脆化,即氢脆(hydrogeh embrittlement,HE) 。氢脆按其与加载时应变速率的关系可分为两类。

        第一类氢脆的主要特征是:钢的氢脆敏感性随加载时应变速率的增加而升高。大型锻件中的白点即属于第一类氢脆。当加载前,氢已在钢中造成了不可恢复的损伤、形成了氢脆源(如:氢致裂纹、硬而脆的氢化物、晶界裂纹等)时,随着加载应变速率的增加,将在氢脆源处形成巨大的应力集中、裂纹扩展速度增大,并使得损伤区域附近原本完好的金厲的塑性得不到充分发挥,因而造成钢的脆性增加。

        第二类氢脆的主要特征是:大型锻件钢的氢脆敏感性随加载时应变速率的降低而升高。

车轮锻件

        钢的滞后断裂、大型锻件的置裂均厲于第二类氢脆。当加载前,在钢中尚未形成氢脆源,而是在加载过程中,随着应力、应变的交互作用逐步形成氢脆源并导致钢的脆性增加时,即构成第二类氢脆。在实用中常说的氢脆’ 实际上是第二类氢脆。为了形成第二类氢脆,需要氢的上坡扩散、氢的聚集、氢与位错的结合及位错输氢,以及氢脆源的形成与发展等过程。这些过程,不但离不开应力与应变的联合作用,而且需要花费时间。所以,在其他条件相同时,加载时的应变速率愈小,第二类氢脆愈益得到更为充分的发展,氢致脆化便更加严重。

车轮锻件

        第二类氢脆还可以分为两类:当在缓慢的加载中所造成的脆性可以在去除载荷、停留一段时间后完全消失,从而使金厲重新恢复其固有性能时,称为可逆氢脆;反之,若在缓慢加载时所造成的脆性,在去除载荷后不能去除(或不能完全去除)时,称为不可逆氢脆。显然,不可逆氢脆的产生是由于在缓慢加载时,在金属中形成了不可恢复的氢脆源的原故。