α′相形成与铁铬铝合金的脆性

应用电子显微镜、X射线衍射技术,对低温长期使用的铁铬铝电热合金进行分析。结果表明:晶粒长大以及铬原子含量为75％左右的铁铬二元α＇相在晶界和基体中析出,是导致合金变脆的主要原因;通常微量碳化物Cr_(23)C_6相以及σ相总是沿晶界分布。     

铁铬铝合金脆断

研究了Ｆｅ－２５Ｃｒ－５Ａｌ电热合金断裂原因及断裂方式，高于１０００℃合金晶粒急剧长大，当晶粒大小增长至８０μｍ时，断裂由韧窝型向准解理过渡，ｄ≥１００μｍ则呈现解理断裂；变温过程，由于铬组元非平衡偏聚，微米级大小α’相沿晶界形成；σ相形成导致合金沿晶断裂。     

铁铬铝合金裂纹的形成

应用声发射及电镜技术,研究了铁铬铝合金在生产中裂纹的形成条件。 试验表明:沿拉拔方向导致裂纹的形成其主要原因是氢致滞后破坏;碳化物在晶界附近析出可降低合金的塑性;此外,合金的脆性转变温度较高,热应力也可以产生微裂纹。     

SA508-Ⅲ钢的氢致脆性行为

采用高温高压气相热充氢方法,将氢充入SA508-Ⅲ钢.在常温下,研究了氢与SA508-Ⅲ钢的拉伸变形行为的交互作用,以澄清钢的氢致脆性机理,为核电用钢的安全设计提供理论依据.结果表明,充氢使钢的屈服强度略升高,而钢的断面收缩率明显降低.充氢后钢的拉伸断口由纯微孔聚集型断口转变为韧窝加河流花样复合型断口.钢的屈服强度升高主要归因于在弹性变形阶段氢对位错的钉扎,从而阻碍了位错开动.然而在塑性变形阶段,氢随可动位错迁移并不断富集于碳化物与基体界面处,当氢浓度达到一定值时,造成碳化物与基体之间的结合强度降低,从而引起钢的塑性降低.     

铁铬铝合金裂纹产生时的声发射

通过声发射及扫描电镜技术，了铁铬铝合金裂纹形成的条件，结果表明，合金中热应力可产生微裂纹，内应力的存在以及环境氢的渗入，通常使盘条产生纵向裂6纹；合金的失效过程是一个通过声发射释放能量的过程。     

铝合金的应力腐蚀和氢致裂纹研究

用抛光的恒位移试样在加载条件下跟踪观察了高强度铝合金在充氢条件下氢致裂纹的产生和扩展过程,结果表明,裂纹前端的塑性区随时间而逐渐增大,当它发展到临界条件时就导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。在高纯水及3.5％NaCl水溶中应力腐蚀裂纹的产生和扩展也是以氢致滞后塑性变形为先导的。研究了试验温度对K_(ISCC),da/dt和稳定放氢总量的影响。结果表明,随试验温度升高,K_(ISCC)急剧下降,da/dt升高。这和试样在PH≤3.5的HCl溶液中浸泡充氢后的放氢总量随温度升高相一致。也研究了不同极化电压对da/dt以及放氢总量的影响,结果表明阴极极化和阳极极化均使da/dt升高,但阳极极化更为明显,这和极化对放氢量的影响相一致。纯水中加NaCl将使室温K_(ISCC)明显下降,但对高温时的K_(ISCC)影响不大,这和NaCl能使室温充氢后的放氢量明显增加,但对高温充氢后的放氢量影响很小相一致     

铁铬铝合金晶粒长大及合金中稀土元素

研究了不同稀土含量铁铬铝合金,在高温下晶粒长大及界面结构。结果表明:在1200℃以上高温,稀土组元(以La为主)对抑制合金的晶界长大有一定效果,La_2O_3可作为TiN相析出的形核中心,细小TiN质点可在晶界上出现,阻碍晶界迁移;在变温过程中,La向界而扩散,在晶界以La_2O_3形式出现,同时稀土加速氧穿过氧化膜向基体中渗透,导致Al_2O_3及La_2O_3在基体中形成。     

氢致7175铝合金韧脆断裂转变行为

采用阴极渗氢和低应变速率拉伸等试验，研究了氢对不同时效状态７１７５铝合金力学性能的影响．结果表明，屈服应力、断裂强度及延伸率等均随充氢时间的延长而下降；且在相同充氢时间条件下，下降程度随时效时间的增加而减小     

热循环过程铁铬铝合金中α′相沉淀

通过１２００℃缓冷至室温热循环过程，由于铬组元非平衡偏聚，加快铬在Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金中向晶扩散，并产生富铬的α′相沿晶及晶内沉淀；相变导致合金脆化，在晶界可观察到微米级α′相，并产生穿晶解理断裂失效破坏。     

热循环过程铁铬铝合金中α＇相沉淀

通过１２００℃缓冷至室温热循环过程，由于铬组元非平衡偏聚，加快铬在Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金中向晶界扩散，并产生富铬的α＇相沿晶及晶内沉淀；相变导致合金脆化，在晶界可观察到微米级α＇相，并产生穿晶解理断裂失效破坏。     

高强钢氢致裂纹及氢致脆化的研究

本工作采用了三点弯曲研究低合金高强钢氢致裂纹及氢致脆化的敏感性,用脆化度J_(ICOD)=(δCR-δCRH)/δCR作为氢致脆化的判据。高强钢三点弯曲试样断口的形态受应力强度因子K和氢量H的影响,随着K值增加和氢量减小,断口形态向IG→QC_(HE)→DR过渡。根据本研究工作的试验条件用声发射(AE)捕捉启裂点和监视裂纹的扩展是可行的。     

氢致断裂的分析

对汽车发动机的凸轮轴正时齿轮垫圈的断裂事故,用S一570扫描电子显微镜观察断口,结合该零件的制造工艺过程进行断裂原因分析,证实其断裂为典型的氢致断裂。     

原位纳米增强高强韧钢氢脆性能研究

We investigated the critical influence of in-situ nanoparticles on the mechanical properties and hydrogen embrittlement (HE) of high-strength steel. The results reveal that the mechanical strength and elongation of quenched and tempered steel (919 MPa yield strength, 17.11% elongation) are greater than those of hot-rolled steel (690 MPa yield strength, 16.81% elongation) due to the strengthening effect of in-situ Ti₃O₅–Nb(C,N) nanoparticles. In addition, the HE susceptibility is substantially mitigated to 55.52%, approximately 30% lower than that of steels without in-situ nanoparticles (84.04%), which we attribute to the heterogeneous nucleation of the Ti₃O₅ nanoparticles increasing the density of the carbides. Compared with hard TiN inclusions, the spherical and soft Al₂O₃–MnS core–shell inclusions that nucleate on in-situ Al₂O₃ particles could also suppress HE. In-situ nanoparticles generated by the regional trace-element supply have strong potential for the development of high-strength and hydrogen-resistant steels.     

温度对Al-Ga-Mg-Sn铝合金产氢性能的影响

铝基材料水解产氢具有广泛的应用前景.通过电炉熔炼制备了5种新型Al-Ga-Mg-Sn铝合金;利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析手段表征合金在铸态下的组织结构;采用制氢装置测试铝合金在50、70、90℃自来水中的产氢速率和产氢量.结果表明:Al-Ga-Mg-Sn铝合金组织由铝基体和Mg_2Sn组成,水解产物为AlO(OH)等;同一成分试样,产氢速率和产氢量均随温度的升高而增加;不同成分试样在同一温度下,产氢速率和产氢量与低熔点元素Ga、合金相中Al(s)和Mg_2Sn的体积分数有关.进一步分析发现:产氢动力学服从直线规律,即同一试样产氢速率与温度成正比,并基于实验结果进行了拟合与验证.     

稳态奥氏体合金的氢致软化

本文通过拉伸、室温蠕变及透射电镜观察，研究了稳态奥氏体合金的氢致软化现 象。确认稳态奥氏体合金中存在氢致软化，充氢改变位错组态和氢的运动是产生氢致软 化的原因之一。     

含铜结构钢的氢致开裂

本文通过Ｂａｔｔｅｌｌｅ焊道下开裂试验、ＵＴ氢敏感性试验和插销试验对４种含Ｃｕ结构钢的氢致开裂敏感性作出评价。测得的氢致开裂敏感性顺序为：ＨＳＬＡ－８０Ｍ＞ＨＳＬＡ－８Ｏ－２＞ＨＳＬＡ－８Ｏ－１＞ＤＱ－８０，即随着碳当量降低，氢致开裂敏感性也随之降低。与相同强度级别的传统淬火—回火钢相比，含Ｃｕ结构钢具有较好的防止氢致开裂的性能，可以在室温（ＤＱ－８０）或较低的预热温度下（其它三种钢）进行焊接。根据插销试验的实测数据对下临界应力（ＬＣＳ）的６种计算公式进行验证，发现所有公式的计算值普遍偏低。这是由于存在于含Ｃｕ结构钢粗晶热影响区的奥氏体“袋”具有扩散氢“贮室”及裂纹扩展“屏障”的作用，因而在相同的Ｐ＿ｃｍ情况下，含Ｃｕ结构钢比传统钢种具有更高的ＬＣＳ值。     

焊接氢致延迟裂纹的研究

本文采用焊接热模拟高温充氢试样和实际焊接接头试样进行弯曲试验,并用电视录像方法观察和拍摄了氢致延迟裂纹的动态过程,定量地评定了不同材料、不同扩散氢含量和应变量对氢致裂纹敏感性的影响,研究了试样厚度对裂纹形成和扩展的影响。试验结果表明:①焊接热模拟高温充氢试样的弯曲试验方法可以定量评定含氢量和应变量对氢致裂纹敏感性的影响;②厚度为3mm 和5mm 的弯曲试样,裂纹首先在试样内部形核,内部裂纹的扩展领先于表面塑性变形区,所以厚试样的表面塑性变形区并非是氢致裂纹亚临界扩展过程中裂纹前端的塑性区,因而仅从厚试样的表面现象研究裂纹的动态过程是不适宜的。厚度为2mm 的试样表面先裂,裂纹在试样表面裂得快,可以用它来观察氢致裂纹的动态过程;③对试样断口进行了扫描电镜观察,发现随着试样含氢量的增加,IG 增加,QC 的塑性变形痕迹减小,韧窝变细。     

氢致奥氏体不锈钢晶格畸变

对３０４Ｌ和３１６Ｌ奥氏体不锈钢试样在充氢后和充氢同时进行Ｘ射线衍射分析，观察到在充氢过程中存在奥氏体晶格膨胀－收缩－膨胀的现象；在充氢后时效一段时间的情况下，存在奥氏体晶格收缩－膨胀－收缩的现象，并初步讨论了可能的原因。