拉應(yīng)力下10CrSiNiCu鋼氫擴散行為研究.pdf

1、隨著對海洋資源的探測與開發(fā),相關(guān)領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿囊蟾訃栏?要求其在保證高強度的同時具有高的抗失效能力。10CrSiNiCu鋼是廣泛應(yīng)用于海洋工程以及海軍裝備中重要的一類低合金高強鋼,氫、腐蝕以及應(yīng)力協(xié)同作用引發(fā)的脆性斷裂是這類鋼失效的重要形式之一。因此研究模擬酸化海洋環(huán)境中不同應(yīng)力下該類鋼的滲氫行為,尤其是裂紋尖端區(qū)域的氫分布/擴散行為對海洋環(huán)境下高強鋼的設(shè)計、選材以及研究相關(guān)防護措施具有重要的意義。
　　首先,本文結(jié)合雙電解

2、池技術(shù)與微電解池技術(shù)成功研制了一套可原位、實時監(jiān)測裂紋尖端微區(qū)氫擴散行為的實驗裝置,利用該裝置成功實現(xiàn)了對10CrSiNiCu鋼裂紋尖端區(qū)域氫擴散行為的原位研究,發(fā)現(xiàn)裂尖處集中應(yīng)力能夠顯著提高該區(qū)域表層氫原子濃度,并促進氫在鋼中的擴散。通過進一步研究不同應(yīng)力下鋼在模擬海水環(huán)境下的滲氫及腐蝕行為,發(fā)現(xiàn)較低的拉應(yīng)力對鋼在該環(huán)境中腐蝕過程的影響較小,而應(yīng)力誘導(dǎo)擴散是導(dǎo)致應(yīng)力集中區(qū)氫富集現(xiàn)象的重要機制之一;通過理論推導(dǎo)及接觸角表面能測試研究,發(fā)

3、現(xiàn)拉應(yīng)力增強了材料表面的氫陷阱效應(yīng),其通過捕捉氫原子,阻礙它們在鋼表面擴散-碰撞生成氫分子的過程,從而造成應(yīng)力作用下氫原子的富集,滲氫量增加,這一現(xiàn)象類似鋼氫脆毒化劑的作用,我們稱之為拉應(yīng)力的“毒化”作用。進一步的研究表明,隨著拉應(yīng)力的增大,這種“毒化”作用造成的氫富集效果隨之增大;力學性能研究表明毒化滲氫后鋼的斷裂強度、延伸率明顯下降。
　　依據(jù)拉應(yīng)力對鋼滲氫的“毒化”作用機理,我們研發(fā)了一種滲氫抑制劑,該抑制劑能夠優(yōu)先占據(jù)表面