预应变对亚稳奥氏体不锈钢的氢脆行为的影响

【作者】 周成双； 张林； 郑津洋；

【机构】 浙江工业大学； 浙江大学；

【摘要】 本文研究了预应变对304不锈钢的内部氢和环境氢环境中的氢脆行为。本文首先通过阴极充氢、高压氢气环境以及充氢和高压氢气环境结合的条件下的拉伸试验研究了内部氢和环境氢对不同预应变下304奥氏体不锈钢氢脆的影响。结果表明:1.在阴极充氢的条件下,304不锈钢的氢脆敏感性随预应变的增加先缓慢增加后快速增加。通过电子背散射衍射(EBSD)观察发现氢致开裂萌生于马氏体内部或马氏体与奥氏体界面。这种开裂行为与氢的弹性屏蔽效应有关,氢原子可以屏蔽位错的应力场,从而提高位错在应力作用下的迁移率。由于位错迁移率的增加,氢增强了马氏体与奥氏体界面的塑性变形。因此,裂纹容易在马氏体与奥氏体界面形成并生长。2.在高压氢环境中,304不锈钢的氢脆敏感性随预应变的增加先增加后降低,其中10%的预应变表现出最高的氢脆敏感性,电子扫描显微镜(SEM)观察发现氢致开裂主要萌生与晶界处。这与界面应力、动态马氏体和位错密度有关。3.在充氢和高压氢气环境耦合的作用下,氢脆敏感性随预应变的增加而增加。环境氢在低水平预变形试样的断裂过程中起主导作用。在高水平预变形试样的断裂过程中,内部氢起主导作用,因为环境氢对低水平预变形试样的裂纹扩展有促进作用,而内部氢对高水平预变形试样的裂纹萌生有促进作用。更多还原