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Zr基块状非晶的氢损伤与氢致滞后断裂

单广斌 , 王勇围 , 李金许 , 高克玮 , 宿彦京 , 乔利杰 , 惠希东 , 褚武扬

金属学报

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/K IC=0.63. 当i>20mA/ 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/K IC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20-30m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。

关键词: Zr基 块状非晶 , hydrogen blistering , hydrogen-induced delayed failure

连铸温度和低倍组织对轮箍钢氢致开裂的影响

任学冲 , 武明 , 褚武扬 , 李金许 , 乔利杰 , 江波 , 陈刚 , 崔银会

金属学报

研究了轮箍低倍组织和连铸温度对白点敏感性、断裂韧性和氢致开裂门槛值的影响。结果表明,连铸温度对白点敏感性有影响,尾坯(低温)的白点敏感性略高于头坯(高温)。低倍组织对白点敏感性影响显著,柱状晶区的白点敏感性最低,等轴晶区的白点敏感性最高。但是,低倍组织和连铸温度对氢扩散、条件断裂韧性KIQ以及氢致开裂门槛值KIH均没有影响。

关键词: 轮箍 , macrostructure , casting temperature , hydrogen induced cracking , flaking

Zr基块状非晶的氢损伤与氢致滞后断裂

单广斌 , 王勇围 , 李金许 , 高克玮 , 宿彦京 , 乔利杰 , 惠希东 , 褚武扬

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.01.019

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.

关键词: Zr基块状非晶 , 氢鼓泡 , 氢致滞后断裂

连铸温度和低倍组织对轮箍钢氢致开裂的影响

任学冲 , 武明 , 褚武扬 , 李金许 , 乔利杰 , 江波 , 陈刚 , 崔银会

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.02.007

研究了轮箍钢低倍组织和连铸温度对白点敏感性、断裂韧性的影响.结果表明,连铸温度对白点敏感性有影响,低温涛坯(尾坯)的白点敏感性略高于高温铸坯(头坯).低倍组织对白点敏感性影响显著,柱状晶区的白点敏感性最低,等轴晶区的白点敏感性最高.但是,低倍组织和连铸温度对氢扩散和条件断裂韧性KIQ均没有影响.

关键词: 轮箍钢 , 低倍组织 , 连铸温度 , 氢致开裂 , 白点

原子氢和白点对车轮钢力学性能的影响

任学冲 , 褚武扬 , 李金许 , 乔利杰 , 江波 , 陈刚 , 崔银会

金属学报

车轮钢中白点形成的临界可扩散氢浓度为C0*=1.3×10-6(总氢浓度CT*=3.7×10-6). 当白点数量超过临界值(对应的可扩散氢浓度C0≥5.6×10-6), 则使强度和塑性急剧下降.但实际车轮中白点含量少(C0<3.9×10-6), 对材料的拉伸性能和断裂韧性没有影响. 原子氢对断裂韧性KIC没有影响; 但如慢拉伸,则使塑性下降. 如恒位移加载, 则原子氢能引起氢致滞后开裂, 其门槛应力强度因子KIH随C0升高而线性下降, 即KIH=57.8-3.9C0. 但白点对氢致滞后开裂没有影响.

关键词: 车轮钢 , flaking , atomic hydrogen , hydrogen –induced delayed cracking

重轨钢氢脆的表现形式及规律

黄长河 , 李金许 , 王燕斌 , 褚武扬 , 梅冬生 , 俞梦文 , 籍可镔

中国腐蚀与防护学报

PD_3重轨钢产生氢致不可逆损伤的临界可扩散氢浓度为Co(P)=(2.07±0.49)×10~(-4)%;而产生氢致塑性损失和滞后断裂的临界值约为0.26×10~(-4)%。相对塑性和C_0~(-1)成正比,即δ_H/δ_0=-0.05+0.27/Co。氢致滞后断裂归一化门槛值为σ_(th)σ_f=0.27ln(C_(th)/Co)_2C(th)=9.5×10~(-4)%是氢致断裂的临界氢富集浓度。

关键词: 重轨钢 , Hydrogen induced irreversible damage , Hydrogen induced ductility loss , Hydrogen induced cracking

(Al,Mn)3Ti-2V金属间化合物的热腐蚀研究

金光熙 , 李金许 , 齐慧滨 , 乔利杰 , 高克玮 , 桥本健纪 , 褚武扬

金属学报

研究了(Al,Mn)3Ti-2V和TiAl在900 ℃的(Na, K) 2SO4以及850 ℃的Na2SO4+NaCl熔盐中的热腐蚀行为. 结果表明, (Al,Mn)3Ti-2V在(Na, K) 2SO4中的耐蚀性很好, 腐蚀产物膜很薄, 外层是保护性的Al2O3, 内层是Al2O3+TiO2+TiS的混合膜. 当熔盐中存在NaCl时, (Al,Mn)3Ti-2V的耐蚀性极差, 腐蚀产物的厚度比在(Na, K) 2SO4中大100多倍, 且具有分层结构, 最外层富MnO(含少量Al2O3和TiO2), 第二层为Al2O3+少量TiS, 第三层为TiO2+TiS, 由于不能形成保护性的Al2O3层, 腐蚀产物极易剥落.

关键词: 热腐蚀 , Na2SO4 , null

(A1,Mn)3Ti-2V金属间化合物的热腐蚀研究

金光熙 , 李金许 , 齐慧滨 , 乔利杰 , 高克玮 , 桥本健纪 , 褚武扬

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.02.014

研究了(Al,Mn)3Ti-2V和TiAl在900℃的(Na,K)2SO4以硬850℃的Na2SO4+NaCl熔盐中的热腐蚀行为.结果表明,(Al,Mn)3Ti-2V在(Na,K)2SO4中的耐蚀性很好,腐蚀产物膜很薄,外层是保护性的A12O3,内层是Al2O3+TiO2+TiS的混合膜.当熔盐中存在NaCl时,(Al,Mn)3Ti-2V的耐蚀性极差,腐蚀产物的厚度比在(Na,K)2SO4中大100多倍,且具有分层结构,最外层富MnO(含少量Al2O3和TiO2),第二层为Al2O3+少量TiS,第三层为TiO2+TiS,由于不能形成保护性的Al2O3层,腐蚀产物极易剥落.

关键词: (Al,Mn)3Ti-2V金属间化台物,热腐蚀,Na2SO4,NaCl

原子氢和白点对车轮钢力学性能的影响

任学冲 , 褚武扬 , 李金许 , 乔利杰 , 江波 , 陈刚 , 崔银会

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.02.009

车轮钢中白点形成的临界可扩散氢浓度为C*0=1.3×10-6(总氢浓度C*T=3.7×10-6).当白点数量超过临界值(对应的可扩散氢浓度C0≥5.6×10-6),则使强度和塑性急剧下降.但实际车轮中白点含量少(C0<3.9×10-6),对材料的拉伸性能和断裂韧性没有影响原子氢对断裂韧性KIC没有影响;但如慢拉伸,则使塑性下降.如恒位移加载,则原子氢能引起氢致滞后开裂,其门槛应力强度因子KIH随C0升高而线性下降,即KIH=57.8-3.9C0.但白点对氢致滞后开裂没有影响.

关键词: 车轮钢 , 白点 , 原子氢 , 氢致滞后开裂

车轮钢中的白点及其断口形貌研究

任学冲 , 褚武扬 , 李金许 , 乔利杰 , 江波 , 陈刚 , 崔银会

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2006.03.008

研究了车轮钢中白点的形成过程,制备了白点(氢压裂纹)的真实断口,并与含白点试样的各种断口进行了对比.结果表明,先形成氢鼓泡,然后从鼓泡壁产生微裂纹,它们互相连接形成白点.白点断口和含白点试样的断口概念不同,前者为准解理,与氢致滞后开裂断口相同;后者则依赖断裂方式和试样厚度.钢中白点除了产生二次裂纹外,对各种断口形貌均无影响.车轮钢的滞后断裂由原子氢引起,与白点无关.

关键词: 白点 , 车轮钢 , 断口 , 氢致滞后开裂

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