Zr基块状非晶的氢损伤与氢致滞后断裂

金属学报, 2005, 41(1): 99-102. doi: 10.3321/j.issn:0412-1961.2005.01.019

Zr基块状非晶的氢损伤与氢致滞后断裂

单广斌 ^1, , 王勇围 ^2, , 李金许 ^3, , 高克玮 ^4, , 宿彦京 ^5, , 乔利杰 ^6, , 惠希东 ^7, , 褚武扬 ^8,

1.北京科技大学材料物理系,北京,100083

2.北京科技大学材料物理系,北京,100083

3.北京科技大学材料物理系,北京,100083

4.北京科技大学材料物理系,北京,100083

5.北京科技大学材料物理系,北京,100083

6.北京科技大学材料物理系,北京,100083

7.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

8.北京科技大学材料物理系,北京,100083

基金项目: 国家自然科学基金(50271006)

关键词： Zr基块状非晶 , 氢鼓泡 , 氢致滞后断裂

HYDROGEN DAMAGE AND DELAYED FRACTURE IN Zr BASE BULK METALLIC GLASS

研究了Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶在充氢过程中氢致滞后断裂规律以及氢鼓泡的形核、长大及破裂过程.结果表明,当充氢电流i＜20 mA/cm2时,不出现氢损伤(鼓泡及微裂纹),但在恒载荷条件下能发生氢致滞后断裂,其归一化门槛应力强度因子为KIH/KIC=0.63.当i≥20 mA/cm2后,无载荷下充氢会产生氢损伤,恒载荷下发生滞后断裂时KIH/KIC从0.63降为0.26.氢鼓泡(直径约为30 nm)形核时的内压pi≈3.6 GPa.随氢的进入,鼓泡不断长大;内压增大至pC≈3.9 GPa时,鼓泡就会解理扩展变成裂纹;但扩展20-30μm后,内压下降从而止裂.当一定量原子氢进入氢鼓泡后,它又能解理扩展,从而在鼓泡边缘局部解理断口上可以观察到止裂线.

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