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金属的应力腐蚀与氢脆断裂ppt2019年11月27日董φ钢管厂¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶钢铁知识百度未收录№108802金属的应力腐蚀与氢脆断裂力学性能,材料性能,钢材性能,应力腐蚀,氢脆断裂,断裂,腐蚀,氢脆

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就可能断裂，造成严重的事故。表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术，以使氢脆的影响降低到最低限度。一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件，在装配之后数小时内陆续发生断裂，断裂比例达40%～50%。某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂，曾组织过全国性攻关，制订严格的去氢工艺。另外，有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象，例

就可能断裂，造成严重的事故。表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术，以使氢脆的影响降低到最低限度。一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件，在装配之后数小时内陆续发生断裂，断裂比例达40%～50%。某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂，曾组织过全国性攻关，制订严格的去氢工艺。另外，有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象，例

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锈钢及弹性零件上，造成氢脆的主要原因是表面处理，如电镀、氮化等零件的处理过程中产生的氢渗入到金属内部导致晶格排列混乱，产生扭曲，造成内应力增加，使金属或镀层产生脆性，从而引起零件的断裂或镀层的脱落。在过程中氢脆的发生需要满足两个条件：金属有较高的含氢量；有一定的外力作用。由于氢脆所导致的滞后开裂的特性，严重影响零部件的使用性能，存在较大的安全隐患。因此在零件的设计加工时，尤其是液压元件工作在高压

锈钢及弹性零件上，造成氢脆的主要原因是表面处理，如电镀、氮化等零件的处理过程中产生的氢渗入到金属内部导致晶格排列混乱，产生扭曲，造成内应力增加，使金属或镀层产生脆性，从而引起零件的断裂或镀层的脱落。在过程中氢脆的发生需要满足两个条件：金属有较高的含氢量；有一定的外力作用。由于氢脆所导致的滞后开裂的特性，严重影响零部件的使用性能，存在较大的安全隐患。因此在零件的设计加工时，尤其是液压元件工作在高压

日本查清铝钢的氢脆原理！2019年08月19日董φ钢管厂¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶钢铁知识百度已收录№359053高强度铝合金已广泛应用于航空航天和体育用品等领域，但由于存在氢脆和应力腐蚀开裂等与氢有关的破坏现象，性能的进一步提高受到了阻碍。日前，日本九州大学研究生院工学研究院的主任教授户田裕之和特任助教清水一行等人组成的研究小组，通过用大型同步辐射设施spring-8进行4d观察，查明了飞机等广

日本查清铝钢的氢脆原理！2019年08月19日董φ钢管厂¹³³³⁷⁸⁸³⁰⁸⁶钢铁知识百度已收录№359067高强度铝合金已广泛应用于航空航天和体育用品等领域，但由于存在氢脆和应力腐蚀开裂等与氢有关的破坏现象，性能的进一步提高受到了阻碍。日前，日本九州大学研究生院工学研究院的主任教授户田裕之和特任助教清水一行等人组成的研究小组，通过用大型同步辐射设施spring-8进行4d观察，查明了飞机等广

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拉强度rm而使晶粒之间脆化。此外，由于磷还是铁素体的稳定剂。所以，加入钢中将大大增加δi值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为极其有害的脆化剂，发生穿晶断裂。4）硅。钢中加硅是为了脱氧，同时有益于提高冲击性能。如果钢中同时存在锰和铝，大部分硅在铁素体中溶解，同时通过固溶化硬化作用提高δi。这种作用与加入硅提高冲击性能综合的结果是，在稳定晶粒尺寸的铁-碳合金中按重量百分比加入硅，使50%转变温

拉强度rm而使晶粒之间脆化。此外，由于磷还是铁素体的稳定剂。所以，加入钢中将大大增加δi值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为极其有害的脆化剂，发生穿晶断裂。4）硅。钢中加硅是为了脱氧，同时有益于提高冲击性能。如果钢中同时存在锰和铝，大部分硅在铁素体中溶解，同时通过固溶化硬化作用提高δi。这种作用与加入硅提高冲击性能综合的结果是，在稳定晶粒尺寸的铁-碳合金中按重量百分比加入硅，使50%转变温

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4气体）、氢气团等多种形式存在。氢在金属中的分布是不均匀的，易于在应力集中的位错、裂纹尖端等应力集中的缺陷区域扩散和富集。氢损伤机理关于金属材料的氢损伤机理的理论较多，但是各具特点，且均存在局限性。下面简要介绍氢脆、氢鼓泡及氢腐蚀的机理。①氢脆机理氢脆是指由于氢扩散到金属中以固溶态存在或生成氢化物而导致材料断裂的现象。氢脆机理，大多数认为是溶解氢对位错滑移的干扰。这种滑移干扰可能是由于氢集结在位

4气体）、氢气团等多种形式存在。氢在金属中的分布是不均匀的，易于在应力集中的位错、裂纹尖端等应力集中的缺陷区域扩散和富集。氢损伤机理关于金属材料的氢损伤机理的理论较多，但是各具特点，且均存在局限性。下面简要介绍氢脆、氢鼓泡及氢腐蚀的机理。①氢脆机理氢脆是指由于氢扩散到金属中以固溶态存在或生成氢化物而导致材料断裂的现象。氢脆机理，大多数认为是溶解氢对位错滑移的干扰。这种滑移干扰可能是由于氢集结在位

铁素体晶界会发生磷偏析降低了抗拉强度rm而使晶粒之间脆化。此外,由于磷还是铁素体的稳定剂。所以,加入钢中将大大增加δi值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为极其有害的脆化剂,发生穿晶断裂。4)硅。钢中加硅是为了脱氧,同时有益于提高冲击性能。如果钢中同时存在锰和铝,大部分硅在铁素体中溶解,同时通过固溶化硬化作用提高δi。这种作用与加入硅提高冲击性能综合的结果是,在稳定晶粒尺寸的铁-碳合金中按重

0的缺口敏感性比。因此，可用于导弹系统的液氢贮存箱。相似的301型不锈钢可用于温度低至183℃的液氧贮存箱。但在这些温度以下是不稳定的，如发生任何塑性变形，不稳定的奥氏体都会变成脆性的非回火马氏体。绝大多数奥氏体钢用于防腐环境，被加热至500～900℃温度范围，铬碳化物会沉淀在奥氏体晶界，结果使晶界附近范围内的铬层被完全耗尽。该部位非常容易受到腐蚀和局部腐蚀，如果存在应力，还可导致晶脆性断裂。为

铁素体晶界会发生磷偏析降低了抗拉强度rm而使晶粒之间脆化。此外,由于磷还是铁素体的稳定剂。所以,加入钢中将大大增加δi值和铁素体晶粒尺寸。这些作用的综合将使磷成为极其有害的脆化剂,发生穿晶断裂。4)硅。钢中加硅是为了脱氧,同时有益于提高冲击性能。如果钢中同时存在锰和铝,大部分硅在铁素体中溶解,同时通过固溶化硬化作用提高δi。这种作用与加入硅提高冲击性能综合的结果是,在稳定晶粒尺寸的铁-碳合金中按重

0的缺口敏感性比。因此，可用于导弹系统的液氢贮存箱。相似的301型不锈钢可用于温度低至183℃的液氧贮存箱。但在这些温度以下是不稳定的，如发生任何塑性变形，不稳定的奥氏体都会变成脆性的非回火马氏体。绝大多数奥氏体钢用于防腐环境，被加热至500～900℃温度范围，铬碳化物会沉淀在奥氏体晶界，结果使晶界附近范围内的铬层被完全耗尽。该部位非常容易受到腐蚀和局部腐蚀，如果存在应力，还可导致晶脆性断裂。为

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7.4mpa），首个螺钉从第一扣螺纹处发生断裂，继续升压至16.6mpa时，所有螺钉断裂，燃烧室壳体后封头脱落，连接失效（见图1）。图1水压失效断裂螺钉残骸该发动机燃烧室壳体，螺钉材料为30crmnsini2a钢，规格为m10×1，工艺过程为：原材料复验→粗加工→半精加工→精加工成形→等温淬火→无损检测→表面达克罗处理。加工过程中无涉氢环节。设计要求常温下抗拉强度为1550mpa。本文对断裂螺钉

7.4mpa），首个螺钉从第一扣螺纹处发生断裂，继续升压至16.6mpa时，所有螺钉断裂，燃烧室壳体后封头脱落，连接失效（见图1）。图1水压失效断裂螺钉残骸该发动机燃烧室壳体，螺钉材料为30crmnsini2a钢，规格为m10×1，工艺过程为：原材料复验→粗加工→半精加工→精加工成形→等温淬火→无损检测→表面达克罗处理。加工过程中无涉氢环节。设计要求常温下抗拉强度为1550mpa。本文对断裂螺钉

件螺栓均断于螺纹段，断裂部位未见明显塑性变形痕迹，断口表面存在不同程度的腐蚀痕迹。两断口宏观、微观形貌较为相似，源区位于螺纹根部表面，为线源起裂，源区及扩展区微观均呈沿晶+腐蚀形貌，可见较多沿晶二次裂纹，晶面可见微孔及“鸡爪纹”，部分晶面存在腐蚀痕迹。根据以上形貌特征判断，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆及应力腐蚀。3.结语综合分析认为，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆

件螺栓均断于螺纹段，断裂部位未见明显塑性变形痕迹，断口表面存在不同程度的腐蚀痕迹。两断口宏观、微观形貌较为相似，源区位于螺纹根部表面，为线源起裂，源区及扩展区微观均呈沿晶+腐蚀形貌，可见较多沿晶二次裂纹，晶面可见微孔及“鸡爪纹”，部分晶面存在腐蚀痕迹。根据以上形貌特征判断，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆及应力腐蚀。3.结语综合分析认为，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆

件螺栓均断于螺纹段，断裂部位未见明显塑性变形痕迹，断口表面存在不同程度的腐蚀痕迹。两断口宏观、微观形貌较为相似，源区位于螺纹根部表面，为线源起裂，源区及扩展区微观均呈沿晶+腐蚀形貌，可见较多沿晶二次裂纹，晶面可见微孔及“鸡爪纹”，部分晶面存在腐蚀痕迹。根据以上形貌特征判断，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆及应力腐蚀。3.结语综合分析认为，两件螺栓的断裂模式均为脆性延迟断裂，机理为氢脆

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纹源。70周年试验结果与分析（1）钢背断裂过程分析经过对位置1和位置2的裂纹的观察与应力分析，可以判断在焊接过程中，焊缝中有富集氢的因素，加之冷却速度较快，在焊接残余拉应力的作用下，残留在焊缝中的氢回向热影响区和母材区扩散。而且热影响区的粗大马氏体组织对氢脆极为敏感而发生氢致开裂，产生裂纹。同时，在马氏体相变的组织膨胀拉应力的作用下，裂纹迅速扩展，最终导致钢背在切除外侧多余钢板后断裂。（2）铜与钢

纹源。70周年试验结果与分析（1）钢背断裂过程分析经过对位置1和位置2的裂纹的观察与应力分析，可以判断在焊接过程中，焊缝中有富集氢的因素，加之冷却速度较快，在焊接残余拉应力的作用下，残留在焊缝中的氢回向热影响区和母材区扩散。而且热影响区的粗大马氏体组织对氢脆极为敏感而发生氢致开裂，产生裂纹。同时，在马氏体相变的组织膨胀拉应力的作用下，裂纹迅速扩展，最终导致钢背在切除外侧多余钢板后断裂。（2）铜与钢

展，造成低应力破坏。（2）美国二战期间2500艘自由轮，700艘严重破坏，145艘断成两段，部分在平静的海面发生，均采用高强度材料。事后分析发现，焊接接头处的应力集中，在温度降低时冲击韧性降低，断裂容易发生。（3）1938年比利时费廉尔大桥断成三截。……什么是断裂力学？大量研究指出，脆断总是由宏观裂纹引起的，而对于大多数零件和结构来说，宏观裂纹的存在是不可避免的。带裂纹材料的强度取决于材料对裂纹扩

展，造成低应力破坏。（2）美国二战期间2500艘自由轮，700艘严重破坏，145艘断成两段，部分在平静的海面发生，均采用高强度材料。事后分析发现，焊接接头处的应力集中，在温度降低时冲击韧性降低，断裂容易发生。（3）1938年比利时费廉尔大桥断成三截。……什么是断裂力学？大量研究指出，脆断总是由宏观裂纹引起的，而对于大多数零件和结构来说，宏观裂纹的存在是不可避免的。带裂纹材料的强度取决于材料对裂纹扩

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下的断裂为正断,塑性变形不受约束或约束较小的情况下的断裂位切断。图6正断与切断此外，还可按照受力状态（拉、扭、剪、冲击、疲劳等）和环境介质不同（低温、高温、应力腐蚀等）对金属材料类型进行分类，见下表：文章来源：机械装备缺陷与失效分析相关文章：金属材料的断裂韧性金属件的单源疲劳断裂案例分析金属的应力腐蚀与氢脆断裂ppt钢材16mnr金属的氢致开裂（hic）试验和硫化物应力开裂（ssc）试验详

下的断裂为正断,塑性变形不受约束或约束较小的情况下的断裂位切断。图6正断与切断此外，还可按照受力状态（拉、扭、剪、冲击、疲劳等）和环境介质不同（低温、高温、应力腐蚀等）对金属材料类型进行分类，见下表：文章来源：机械装备缺陷与失效分析相关文章：金属材料的断裂韧性金属件的单源疲劳断裂案例分析金属的应力腐蚀与氢脆断裂ppt钢材16mnr金属的氢致开裂（hic）试验和硫化物应力开裂（ssc）试验详

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散系数就越小，溶解度增大。随着碳含量的增加，抗氢脆性也会降低。慢应变速率拉伸试验证实，碳含量越大，抗应力腐蚀开裂性能也会降低。与碳化物的体积分数成正比，随着氢还原反应及向试样内部渗透的氢注入量增加，就会发生阳极溶解反应，也会加快形成滑移带。碳含量的增大，钢材内部就会析出碳化物，在电化学腐蚀反应的作用下，氢脆可能性就会增大，为了确保钢具备优秀的耐腐蚀性和抗氢脆性，对碳化物的析出和体积分

散系数就越小，溶解度增大。随着碳含量的增加，抗氢脆性也会降低。慢应变速率拉伸试验证实，碳含量越大，抗应力腐蚀开裂性能也会降低。与碳化物的体积分数成正比，随着氢还原反应及向试样内部渗透的氢注入量增加，就会发生阳极溶解反应，也会加快形成滑移带。碳含量的增大，钢材内部就会析出碳化物，在电化学腐蚀反应的作用下，氢脆可能性就会增大，为了确保钢具备优秀的耐腐蚀性和抗氢脆性，对碳化物的析出和体积分