鋼鍛件的氫脆及其基本分類

氫脆及其基本分類

        已知，氫在進(jìn)入鋼中之后，所造成的最主要的危害是使鋼的塑性、韌性降低，這種現(xiàn)象稱為氫致脆化，即氫脆(hydrogeh embrittlement，HE) 。氫脆按其與加載時(shí)應(yīng)變速率的關(guān)系可分為兩類。

        第一類氫脆的主要特征是:鋼的氫脆敏感性隨加載時(shí)應(yīng)變速率的增加而升高。大型鍛件中的白點(diǎn)即屬于第一類氫脆。當(dāng)加載前,氫已在鋼中造成了不可恢復(fù)的損傷、形成了氫脆源(如:氫致裂紋、硬而脆的氫化物、晶界裂紋等)時(shí)，隨著加載應(yīng)變速率的增加,將在氫脆源處形成巨大的應(yīng)力集中、裂紋擴(kuò)展速度增大，并使得損傷區(qū)域附近原本完好的金厲的塑性得不到充分發(fā)揮，因而造成鋼的脆性增加。

        第二類氫脆的主要特征是:大型鍛件鋼的氫脆敏感性隨加載時(shí)應(yīng)變速率的降低而升高。

        鋼的滯后斷裂、大型鍛件的置裂均厲于第二類氫脆。當(dāng)加載前,在鋼中尚未形成氫脆源,而是在加載過程中，隨著應(yīng)力、應(yīng)變的交互作用逐步形成氫脆源并導(dǎo)致鋼的脆性增加時(shí),即構(gòu)成第二類氫脆。在實(shí)用中常說的氫脆’ 實(shí)際上是第二類氫脆。為了形成第二類氫脆，需要?dú)涞纳掀聰U(kuò)散、氫的聚集、氫與位錯(cuò)的結(jié)合及位錯(cuò)輸氫，以及氫脆源的形成與發(fā)展等過程。這些過程，不但離不開應(yīng)力與應(yīng)變的聯(lián)合作用，而且需要花費(fèi)時(shí)間。所以，在其他條件相同時(shí)，加載時(shí)的應(yīng)變速率愈小，第二類氫脆愈益得到更為充分的發(fā)展，氫致脆化便更加嚴(yán)重。

        第二類氫脆還可以分為兩類:當(dāng)在緩慢的加載中所造成的脆性可以在去除載荷、停留一段時(shí)間后完全消失，從而使金厲重新恢復(fù)其固有性能時(shí)，稱為可逆氫脆;反之，若在緩慢加載時(shí)所造成的脆性,在去除載荷后不能去除(或不能完全去除)時(shí)，稱為不可逆氫脆。顯然，不可逆氫脆的產(chǎn)生是由于在緩慢加載時(shí)，在金屬中形成了不可恢復(fù)的氫脆源的原故。