第工程材料力學性能六章-wenkub.com
2024-08-12 16:27 本頁面
【正文】 應力腐蝕與氫致延遲斷裂斷口形貌比較 4） 斷口微觀特征 ：應力腐蝕一般為沿晶斷裂，也有穿晶解理斷裂，有較多的腐蝕產物，裂源處腐蝕產物最多。 1） 裂源位置 ：應力腐蝕裂源在表面，氫致延遲斷裂大多在表皮下，偶爾在表面應力集中處。新舊裂紋尖端相匯，裂紋便擴展一段距離，隨后停止。 3）裂紋形成 氣團隨位錯運動，當其遇到障礙時產生位錯塞積，同時氫原子在塞積區(qū)聚集。工程上的氫脆，大多是指這類氫脆。（ 5）流變特性退化 v當鋼鐵或鎳基合金含有內氫或處于氫環(huán)境中，其流變強度下降，特別表現(xiàn)在蠕變溫度下的蠕變速率增大。一般認為冶煉或熱加工時溶入的過量氫在鋼冷卻時未能擴散逸出，便聚集在缺陷處形成氫分子。例如碳鋼在 300－ 500℃ 的高壓氫氣氛中工作，氫與鋼中的碳結合生成 CH4而鼓泡。 幾種氫脆現(xiàn)象（ 1）氫化物致脆 與氫有較大親和力的 ⅣB 、 ⅤB 族金屬，極易生成脆性氫化物，使金屬脆化。一般有一個孕育期，發(fā)生溫度范圍為－ 100－ 100℃ 。內氫（內含） 冶煉、熱加工、焊接、電鍍、酸洗等時氫侵入環(huán)境氫（外來） 零件或構件處于含氫的環(huán)境中工作，簡稱 “ 臨氫 ”。減少或消除機件中的殘余拉應力必要時采用退火工藝以消除應力或采用噴丸等表面處理方法。（ 5）清洗過的 SCC斷口能看出被腐蝕的跡象，尤其是沿晶型，更易辨認，這是同單純氫脆及其它沿晶斷口相區(qū)別的重要依據(jù) 。64)（ 1）若腐蝕產物不是很厚或被清洗掉后，在適當（如數(shù)百倍）倍率下，沿晶斷口的形貌是顆粒狀。應力腐蝕斷裂途徑 （ 4）由于斷裂總是從與介質接觸的表面開始，故啟裂區(qū)表面附近的斷口顏色最深，有時由于腐蝕進展的變化會在斷口上留下海灘花樣。整個試驗過程中載荷恒定，隨著裂紋的擴展，裂紋尖端 KI增大，可用下式計算：其中 α ＝ 1－ a/W試驗時制備一組尺寸相同的試樣，每個試樣承受不同恒定載荷，使裂紋尖端產生不同大小的初始應力場強度因子 KI初 ，記錄各種 KI初 作用下的斷裂時間 tf，以 KI初 與 lgtf為坐標作圖，曲線水平部分所對應 KI初 的即為材料的 KIscc四、應力腐蝕斷裂斷口分析 KISCC—— 在特定的化學介質中不發(fā)生應力腐蝕斷裂的最大應力場強度因子，稱為 應力腐蝕臨界應力場強度因子 （或稱應力腐蝕門檻值）。（ 3）第 II段出現(xiàn)水平線段，da/dt 決定于環(huán)境而受應力強度的影響較小。 單位時間內應力腐蝕裂紋的擴展量稱 應力腐蝕裂紋擴展速率 即 da/dt， 實驗證明： da/dt = f(KI) 曲線分為三個階段： （ 1）存在一個門檻值KISCC。如果裂紋尖端的應力集中始終存在，那么微電池反應便不斷進行，鈍化膜不能恢復，裂紋將逐步向縱深擴展。 滑移－溶解理論在特定化學介質中首先在表面形成一層鈍化膜，在拉應力作用下裂紋尖端地區(qū)產生局部塑性變形，滑移臺階在表面露頭時鈍化膜破裂，顯露出新表面
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