按照氫脆敏感性與應變速率的關系可以將氫脆分成兩大類: 第一類氫脆:氫脆的敏感性隨應變速率的增加而增加,即材料加載前內部已存在某種裂紋源,加載后在應力作用下加快了裂紋的形成與擴展。 第二類氫脆:氫脆的敏感性隨應變速率增加而降低,即材料在加載前并不存在裂紋源,加載后在應力和氫的交互作用下逐漸形成裂紋源,最終導致脆性斷裂。
總體概況
氫損傷也稱氫脆,包括氫壓引起的微裂紋、高溫高壓氫腐蝕、氫化物相或氫致馬氏體相變、氫致塑性損失等。氫脆主要涉及金屬韌性的降低,而氫損傷除涉及韌性降低和開裂外,還包括金屬材料其它物理性能或化學性能的下降,因此含義更為廣泛。
彎曲次數法
應用板狀試樣,在特制的夾具上對試樣進行一定角度的彎曲,通常是120°,反復彎曲,直至試樣斷裂,記下彎曲的總次數n,則氫脆系數α可表示如下:
α=(n空-n氫)/n空
式中,n空為不含(或對比試樣)彎曲至斷裂的次數。n氫為充氫(或含氫試樣)彎曲至斷裂的次數。當α為零時,說明金屬度氫脆不敏感;而當α為1時,則極為敏感。
斷面收縮率比較法
應用拉伸試樣,在一定的拉伸速度下,測量試樣斷裂時的斷面收縮率ψ,其氫脆系數可表示為:
式中, ψo為空白試樣的斷面收縮率,ψ為含氫試樣的斷面收縮率。α在0 ~ 1之間變化,α愈小,說明氫脆敏感性愈小。
σ-tf 法
σ-tf 法即試樣在一定氫氣氛(環境氫脆)或大氣中(內部氫脆),給予一定的應力σ(若是在液體氣氛中,還可以給予一定的電位),測量試樣至斷裂的時間tF.最后把實驗結果描成曲線σ-tf 圖。
氫滲透法
將試片作為研究電極,夾在兩電池中間,其中一池注入3%NaCl +0.5%HAc的飽和硫化氫溶液。另一池注入0.2NNaOH溶液。為保證原子氫全部被吸收,需將處NaOH溶液一側的試片表面鍍鎳,并施加-0.2V的恒定電位。實驗開始,先往左池注入0.2NNaOH溶液;并施加-0.2V的恒定電位,對溶液進行極化。除去雜質,直至極化電流小于6 μ A/cm2,待恒定時,右室用H2S氣體將空氣驅除干凈,并由一封閉體系注入硫化氫溶液,同時記錄儀記錄時間-電流曲線。
反射性同位素照相法
氫的放射性同位素照相法是一種用于直接捕獲氫陷阱方法。因為氫陷阱是造成氫脆過程的重要因素,所以測得氫陷阱區的大小和密度,可直接用于氫脆敏感性及機理的評價。該方法系以氫的放射性同位素氚充入試樣,當氚被各陷阱捕獲時即能在覆于試樣表面的感光乳膠膜上曝光而留下陷阱的痕跡。放射性同位素的樣品即可做成薄膜,也可以做成復型,然后在透射式掃描電子顯微鏡下觀察。

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