氫在純凈寬厚板鋼中的擴散及對力學性能影響的研究.pdf

1、本文利用陰極充氫方法，研究了室溫下20g和SM490B純凈寬厚板鋼試樣中的氫含量隨充氫電流密度及時間的變化關系；使用雙電解池充氫方法研究了氫在不同鋼試樣中的擴散系數(shù)、試樣內部氫陷阱對擴散過程的影響；研究了充氫鋼試樣中氫的存在形態(tài)對試樣力學性能的影響；用掃描電鏡原位拉伸的方法研究了未充氫和充氫試樣中裂紋的起源及擴展過程。
　　 釋氫實驗結果表明，隨著預充氫電流密度的增加，試樣中的氫含量隨之增加；當20g試樣中可擴散氫含量為7.1×

2、10-6mol/cm3,SM490B試樣中可擴散氫含量為7.5×10-6mol/cm3時，試樣表面出現(xiàn)氫鼓泡。表面存在氫鼓泡試樣的釋氫曲線上出現(xiàn)了釋氫峰，釋氫峰可能為氫鼓泡中的氫在釋氫過程中短時間迅速釋放而形成的。預充氫20g試樣(充氫電流密度i=10mA/cm2)和SM490B試樣(充氫電流密度i=50mA/cm2)中的氫含量與預充氫時間的關系分別為：C20g=22.93-22.50exp(-t/42.11)和CSM490B=0.19

3、+0.19exp(t/1.04)。試樣的氫含量與預充氫電流密度的關系曲線可分為三個階段：氫含量平穩(wěn)增長階段、快速增長階段和恒定階段。
　　 滲氫實驗結果表明：氫的穿透時間與試樣中存在的氫陷阱數(shù)量有關；試樣中氫陷阱數(shù)量越多，氫的穿透時間越長。在氫滲透初始階段，氫滲透理論曲線總高于實驗曲線，在陽極電流達到穩(wěn)定之前，理論曲線低于實驗曲線。理論曲線與實驗曲線之間的差異是由于在實際合金中存在氫陷阱所致，氫陷阱降低了氫在合金中的擴散系數(shù)。<

4、br>　　 充氫鋼試樣內部的氫可以分為：不可自由擴散的氫和可自由擴散的氫。拉伸實驗結果表明，不可自由擴散的氫降低了試樣的力學性能，其對材料性能的影響可以用陷阱理論來解釋；可自由擴散的氫原子增加了試樣的屈服強度，其對試樣力學性能的影響可以用位錯理論或氫致局部塑性增加理論解釋。未充氫試樣斷口形貌為韌窩斷口，韌窩底部有夾雜物質點存在；充氫后放置于空氣中的鋼試樣裂紋起源于顆粒/基體的界面，裂紋源為沿晶斷裂，這是高壓氫氣形成的脆性斷口。充氫后放