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氢脆机理及其防止办法

氢脆机理及其防止办法
  氢脆是氢原子和位错交互作用的结果。 氢脆的位错理论能成功地解释以下几个重要实验结果:
  
  (1) 氢脆对温度和形变速率的依赖关系。
  
  氢脆只发生在一定的温度范围和慢的形变速率情况下。 当温度太低时, 氢原子的扩散速率太慢, 能与位错结合形成气团的机会甚少; 反之, 当温度太高时, 氢原子扩散速率太快, 热激活作用很强, 氢原子很难固定在位错下方, 位错能自由运动, 因此, 也不易产生氢脆。 对钢来说, 对氢脆最敏感的温度就在室温附近。 同样, 可以理解形变速率的影响。 当形变速率太高时, 位错运动太快, 氢原子的扩散跟不上位错的运动, 因而显示不出脆性。
  
  (2) 氢脆的裂纹扩展特性。
  
  高强度钢产生的氢脆, 其裂纹扩展是跳跃式前进的。 先是在裂纹尖端不远的地方出现一个细小的裂纹, 之后这个裂纹在某个时刻突然和原有裂纹连接起来。 新裂纹形核地点一般是在裂纹前沿的塑性区与弹性区的交界上。 氢要扩散到这里并达到一临界浓度时才能形成裂纹, 所需的时间就是裂纹的孕育期。
  
  (3) 氢脆氢纹扩展第二阶段的特性。
  
  在 dt/da~K 的关系中, 氢脆裂纹扩展出现一水平台, 是谓裂纹扩展第二阶段, 这一阶段裂纹扩展速率恒定, 与应力强度因子无关, 而与温度有关, 说明 dt/da 在这一阶段主要决定于化学因素, 是一典型的热激活过程。 氢原子扩散到裂纹尖端并保持某一浓度是裂纹扩展的决定性因素。 金属材料在氢中裂纹扩展速率主要决定于氢原子在基体中的扩散速率。
  
  对于主要是内部氢脆产生的, 要多从严格执行工艺规定着手。 对于环境氢脆, 首要的一条是尽量不用高强度材料, 村料强度越高, 对氢脆越敏感。减少氢脆的办法大致有以下几个方面:

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