摘要：以低中碳含量配以適當合金元素和淬火回火等處理的低合金高強度鋼廣泛用于海洋民用和軍用的各種工程結構設備的零部件。實踐表明，這類鋼對應力腐蝕破裂敏感。只要環境中有水甚至潮濕大氣均可引起破裂，所謂的應力腐蝕介質特定性幾乎不存在。破裂可發生在產品制造、檢測、存放和使用過程中，從而影響設備的安全可靠性。由于其引發破裂的環境的廣泛性，從材料角度探索應力腐蝕敏感性控制因素和提高抗力的方法具有重要意義。國際上關于控制因素的常見觀點是屈服強度控制說和原奧氏體晶界雜質元素偏聚控制說。屈服強度控制觀點基于應力腐蝕抗力一般隨屈服強度升高而下降的宏觀規律，認為鋼的屈服強度決定了裂尖的水靜應力水平，從而影響氫在裂尖的聚集程度，因此決定應力腐蝕和氫脆抗力。雜質偏聚控制觀點認為雜質元素S、P在原奧氏體晶界的偏聚使該晶界在應力腐蝕環境中脆化，從而導致沿晶低應力破裂，因此，雜質偏聚程度控制破裂敏感性。然而這些理論觀點都有不少難以解釋的事實。

本工作首先選取不同含碳量的CrMo系列鋼，主要采用斷裂力學、高靈敏俄歇電子探針和掃描/透射電子顯微鏡等技術，就模擬海水中應力腐蝕抗力和破裂方式、屈服強度、晶界特性和晶內顯微組織隨含碳量和回火溫度的變化關系進行了測試分析，提出了碳化物分布尤其是原奧氏體晶界上存在的電鏡也難以發現的碳化物微層對高強鋼應力腐蝕破裂行為有控制作用的新理論觀點，可以更多更好地解釋事實。該觀點在民用和軍用的若干高強鋼如30Cr3SiNiMoV、37SiMnCrMoV和30CrMnSiA以及彈簧鋼65Mn在各種環境的應力腐蝕和氫脆行為上得到了驗證。
 
關鍵詞：高強度結構鋼；應力腐蝕破裂；晶界；沿晶斷裂；強度
 

圖1. CrMo系列鋼應力腐蝕破裂敏感性和強度隨含碳量和回火溫度變化關系

圖2. 證明CrMo系列鋼淬火態晶間存在碳化物微層的俄歇譜