燕山大学 | JMST | 晶粒细化+位错削减+残奥稳定:贝氏体钢抗氢脆的三重奏
2026-03-04 17:36:17 作者:本网整理 来源:网络 分享至:

 

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图9展示了四种试验钢在室温和低温条件下,未经氢充入与经氢充入后的慢应变速率拉伸曲线及对应的力学性能与氢脆指数。结果显示,氢充入显著降低了材料的抗拉强度和延伸率,而铝含量的提高有助于减轻这种劣化;低温下氢脆敏感性普遍高于室温,且铝的改善效果明显减弱。

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图10为不同试验钢在室温和低温、有无氢充入条件下的拉伸断口形貌。未经氢充入时,断口以韧窝聚集和剪切唇为主,呈典型韧性断裂;氢充入后,断口呈现准解理与沿晶断裂特征,且铝含量较高的Al-0.6钢中沿晶断裂特征显著减轻,韧窝更深更大,表现出更强的抗氢脆能力。

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图11为氢充入后不同钢种拉伸断口纵剖面的EBSD表征,包括IPF图与KAM图。结果表明,裂纹主要沿板条束界面扩展,且Al-0.6钢的裂纹扩展路径更为曲折,界面附近位错密度较高;低温下裂纹路径趋于平直,反映出材料塑性降低及氢脆敏感性升高。

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图12展示了Al-0钢经氢充入后在室温和低温下形成的马氏体组织。氢充入引发严重的晶格畸变,降低残余奥氏体稳定性,使其在较低应力下即发生马氏体相变,相变界面成为氢富集与裂纹萌生的优先位置,从而加剧氢脆。

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图13对比了Al-0与Al-0.6钢在氢充入后的裂纹扩展路径与微观组织特征。Al-0钢裂纹沿原奥氏体晶界扩展,呈沿晶断裂特征;Al-0.6钢裂纹呈穿晶扩展,路径曲折,板条界面有效阻碍裂纹扩展。低温下两钢中均出现大量马氏体/奥氏体组元,成为裂纹萌生核心,削弱了铝的有利作用。

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