氫損傷和滯后斷裂

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1、1.由于氫在金屬中的擴(kuò)散很快，因而當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)氫氣團(tuán)可以跟著位錯(cuò)一起運(yùn)動(dòng)，即位錯(cuò)能夠遷移氫（P88）2.在形變過(guò)程中除了正常的擴(kuò)散，還能通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)把氫遷移到試樣內(nèi)部，從而使形變?cè)嚇又袣涞臐舛燃捌溥M(jìn)入的深度都大大提高。3.因?yàn)槲诲e(cuò)能帶著氫氣團(tuán)一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)異號(hào)位錯(cuò)相遇時(shí)位錯(cuò)銷(xiāo)毀，這時(shí)位錯(cuò)上氫氣團(tuán)的氫將被附近的氫陷阱所捕獲，這就會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)陣中局部氫濃度升高。另一方面當(dāng)位錯(cuò)遇到強(qiáng)的障礙（如晶界、夾雜、空洞等）時(shí)，位錯(cuò)必須把接觸面上的氫全部?jī)A倒在障礙上才能繞過(guò)障礙繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。（P93）4.位錯(cuò)能遷移氫而且當(dāng)位錯(cuò)遇到強(qiáng)障礙（高能陷阱）時(shí)能把所帶的氫傾倒在高能陷阱上，其速度有公式描述。（P95）5.氫氣泡內(nèi)部

2、的氫濃度極高，具有極高的內(nèi)氫壓，這就有可能在其周?chē)a(chǎn)生位錯(cuò)，他將促進(jìn)塑性形變的進(jìn)行，從而導(dǎo)致集合軟化。另一方面，當(dāng)氣泡和微裂紋形成時(shí)，試樣承載能力下降，故在更低的外應(yīng)力下就能使試樣去屈服和變形，這也是一種幾何軟化。6.因?yàn)槌錃鋾r(shí)表層和內(nèi)部濃度梯度很大，故氫損傷首先在表層形成，一旦表層出現(xiàn)空洞或氣泡，它們就成為氫的陷阱，他們就能阻礙氫進(jìn)入試樣內(nèi)部。因此氫損傷總是局限于試樣的表層。（104）7.當(dāng)試樣厚度小于0.1mm時(shí)，氫致軟化。當(dāng)試樣厚度較大時(shí)氫致硬化。8.氫致位錯(cuò)密度升高，可能引起軟化也可能引起硬化，這和可動(dòng)位錯(cuò)及不可動(dòng)位錯(cuò)密度有關(guān)。當(dāng)試樣中雜質(zhì)含量增加時(shí)，不可動(dòng)位錯(cuò)所占的比例就可能增加，從

3、而使硬化比軟化更為明顯。9.因?yàn)镃，N原子和位錯(cuò)之間的相互作用使它們富集在位錯(cuò)附近，形成柯垂?fàn)枤鈭F(tuán)，即氣團(tuán)把位錯(cuò)釘扎住了。位錯(cuò)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)除了要克服點(diǎn)陣阻力和其它位錯(cuò)的阻力還要克服氣團(tuán)的阻力。此時(shí)出現(xiàn)上屈服點(diǎn)。位錯(cuò)一旦離開(kāi)氣團(tuán)而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就不需要克服氣團(tuán)的阻力。充氫后H替代了C，N原子。（屈強(qiáng)比與HIC）10.Frohmeberg發(fā)現(xiàn)，4340超高強(qiáng)鋼在4%H2SO4中充氫2分鐘（i=31A/m2）后，塑性損失就達(dá)到最大。充氫后停留5分鐘，把試樣外表面車(chē)去一層再測(cè)量，結(jié)果表明，當(dāng)車(chē)去0.25mm后，塑性就完全恢復(fù)。如果充氫后放置24小時(shí)，這時(shí)必須剝離1.75mm才能使塑性恢復(fù)。這表明，充氫后放

4、置時(shí)氫除了跑出試樣外，也同樣向試樣內(nèi)部擴(kuò)散。塑性損失并不是由氫損傷引起的，而是由進(jìn)入試樣的原子氫引起的。11.為什么氫致塑性損失如此明顯的依賴(lài)試驗(yàn)溫度和變形速度呢，因?yàn)闅渲滤苄該p失是由進(jìn)入試樣內(nèi)部的原子氫引起的，只有當(dāng)局部地區(qū)已被富集了的氫濃度達(dá)到臨界值才會(huì)通過(guò)某種機(jī)構(gòu)而導(dǎo)致塑性損失。如果溫度很低，則氫的擴(kuò)散系數(shù)D=D0e-Q/RT很小，因而在形變過(guò)程中氫來(lái)不及富集，從而不會(huì)引起塑性損失。當(dāng)溫度很高時(shí)，C就下降而接近C0，故氫也不能富集，或即使富集也不能達(dá)到臨界值，故也不會(huì)顯示塑性損失。12.不同組織對(duì)于氫致塑性損失的影響為見(jiàn)（P134）13.低碳鋼制成的壓力容器在大于200度的高溫高壓氫氣中

5、長(zhǎng)期使用，能產(chǎn)生很多氣泡或者裂紋。它們往往分布在晶界，這種不可逆氫損傷叫做氫腐蝕。氫腐蝕裂紋時(shí)沿晶界產(chǎn)生和擴(kuò)展的。（與HIC）不同這里指的CH414.如果裂紋處在表面下方，則裂紋內(nèi)的氫壓能使氫壓表皮鼓起下包，稱(chēng)為氫鼓泡。裂紋可能是直的，也可能是臺(tái)階狀。（189）15.應(yīng)力誘導(dǎo)氫滯后裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展是以原子氫通過(guò)應(yīng)力誘導(dǎo)擴(kuò)散而富集為先決條件的，如果帶著載荷充氫，則在充氫過(guò)程中就能產(chǎn)生應(yīng)力誘導(dǎo)氫致滯后裂紋。16.在位錯(cuò)纏結(jié)處容易產(chǎn)生微空洞，并誘發(fā)出微裂紋。因?yàn)槲诲e(cuò)是氫的陷阱，在位錯(cuò)密度很大的纏結(jié)區(qū)吸附有大量的原子氫，它們結(jié)合成分子氫沉淀出來(lái)，就變?yōu)榭斩春诵摹?.由于氫在金屬中的擴(kuò)散很快，因而當(dāng)位錯(cuò)

6、運(yùn)動(dòng)時(shí)氫氣團(tuán)可以跟著位錯(cuò)一起運(yùn)動(dòng)，即位錯(cuò)能夠遷移氫（P88）2.在形變過(guò)程中除了正常的擴(kuò)散，還能通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)把氫遷移到試樣內(nèi)部，從而使形變?cè)嚇又袣涞臐舛燃捌溥M(jìn)入的深度都大大提高。3.因?yàn)槲诲e(cuò)能帶著氫氣團(tuán)一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)異號(hào)位錯(cuò)相遇時(shí)位錯(cuò)銷(xiāo)毀，這時(shí)位錯(cuò)上氫氣團(tuán)的氫將被附近的氫陷阱所捕獲，這就會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)陣中局部氫濃度升高。另一方面當(dāng)位錯(cuò)遇到強(qiáng)的障礙（如晶界、夾雜、空洞等）時(shí)，位錯(cuò)必須把接觸面上的氫全部?jī)A倒在障礙上才能繞過(guò)障礙繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。（P93）4.位錯(cuò)能遷移氫而且當(dāng)位錯(cuò)遇到強(qiáng)障礙（高能陷阱）時(shí)能把所帶的氫傾倒在高能陷阱上，其速度有公式描述。（P95）5.氫氣泡內(nèi)部的氫濃度極高，具有極高的內(nèi)氫壓，這就有可

7、能在其周?chē)a(chǎn)生位錯(cuò)，他將促進(jìn)塑性形變的進(jìn)行，從而導(dǎo)致集合軟化。另一方面，當(dāng)氣泡和微裂紋形成時(shí)，試樣承載能力下降，故在更低的外應(yīng)力下就能使試樣去屈服和變形，這也是一種幾何軟化。6.因?yàn)槌錃鋾r(shí)表層和內(nèi)部濃度梯度很大，故氫損傷首先在表層形成，一旦表層出現(xiàn)空洞或氣泡，它們就成為氫的陷阱，他們就能阻礙氫進(jìn)入試樣內(nèi)部。因此氫損傷總是局限于試樣的表層。（104）7.當(dāng)試樣厚度小于0.1mm時(shí)，氫致軟化。當(dāng)試樣厚