关于氢脆问题

跋涉者

生产实践和研究结果表明含硼结构钢的氢脆敏感性大，而经IMS3F型离子探针测试发现H与B相互排斥。那么硼钢的氢脆机理是什么？

跋涉者

希望各位论坛大佬帮帮忙。谢谢

跋涉者

天那。我们之家的专家组老师们：请你们看看我的这个贴吧。

沧海一声笑

跋工：你的这个问题可不是小问题！！

草原的风

个人看法，仅供参考。
不管什么钢，氢脆机理是一样的，都是由于氢原子在高低温溶解度不同，如果冷速比较快，导致氢来不及析出，结果在室温以分子的方式结合而引起的脆性。
至于您说的H与B相互排斥的问题，我不清楚，我想，即使互相排斥，也不妨碍氢脆的产生，因为硼钢加入的硼很少很少，至于排斥的程度有多大，难以预料。
氢脆敏感性大的合金元素易引起氢脆，主要原因在于在高温下与氢的结合力比较大，导致氢的溶解度加大，增加了溶解度差，使氢脆的可能性增加，但是氢脆敏感性大并不意味着一定会氢脆。

跋涉者

谢谢老师指点，学生似乎有一点明了。

孤鸿踏雪

老孤总结的《关于氢脆的问题讨论》
    关于氢脆的概念及其危害
    （1）氢脆[1]：由于吸收和固溶氢原子而导致的脆性。
    （2）酸脆[1]：由于酸洗以致氢原子扩散到钢内而导致的氢脆。
    （3）氢脆[2]：工件因吸氢或原材料含氢过高而导致的韧度和延时断裂强度降低的现象。
    （4）白点[1]：钢经热加工后，在一定温度范围内冷却较快时，由于过饱和的原子氢脱溶进入钢内微隙中合成分子氢，形成巨大压应力，并和钢相变时所产生的局部内应力相结合时，超过钢在这一温度的破断强度而产生的钢材内部的细小裂缝。这种细小裂缝在纵向断口上呈银亮色晶状斑点，所以叫做白点，在横向热酸浸宏观试样上呈细小裂缝，所以也叫发裂（或发纹）。
    一般认为：氢含量低于2~3cm3/100g便不会产生白点[3]，此极限含量与钢的成分、锻件尺寸、偏析程度有关。
    （5）氢损伤[4] ：氢对金属的作用往往表现在使金属产生脆性，因而有时把金属的氢损伤统称为氢脆。氢与金属的相互作用可分为物理作用和化学作用两类；氢溶解于金属中形成固溶体，氢原子在金属的缺陷中形成氢分子，这是其物理作用；氢与金属生成氢化物，氢与金属中的第二相作用生成气体产物，这些是化学作用。氢与钢的化学作用主要是与钢中碳化物等第二相反应生成甲烷等气体。氢分子和甲烷分子的体积比氢原子大得多，形成后被封闭在钢材的微隙中，逐渐形成高压，高压作用使微隙壁萌生裂源至发展成裂纹，最终导致钢材的力学性能下降而至构件丧失承载能力。习惯上把氢对钢的物理作用所引起的损伤叫钢的氢脆，而把氢与钢的化学作用引起的损伤叫腐蚀。后者比前者破坏性更大。
    （6）应力腐蚀开裂[4]：如果钢在冶炼过程中伴有过量氢进入，会使钢件在腐蚀环境服役时由于氢脆而引起应力腐蚀开裂。
    2、关于“氢脆”的形成原因
    （1）冶炼时进入 [3]
      （2）钢及低合金钢，经锻造（或重新加热奥氏体化）后在冷却过程中的过冷奥氏体最不稳定区冷却太快，从而使氢原子不能逸出；
    （3）钢件在表面处理的酸洗过程伴有氢原子渗入。

    3、 关于氢脆的预防
    （1）锻件去氢退火；
    （2）锻后等温正火（在过冷奥氏体最不稳定区等温停留）；
    （3）去氢回火（回火温度不能高于淬火后的回火温度）。

        参考文献
     [1] 孙宝珍等.《合金钢手册》（上册）.北京:冶金工业出版社，1984.
       [2] 樊东黎等.《热处理工程师手册》（第二版）.北京:机械工业出版社，2005.
       [3] 张志文.《锻造工艺学》.北京:机械工业出版社，1983.
       [4] 廖景娱.《金属构件失效分析》.北京:化学工业出版社，2003.

跋涉者

孤鸿踏雪 发表于 2013-4-23 11:44

                               
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老孤总结的《关于氢脆的问题讨论》
    关于氢脆的概念及其危害
    （1）氢脆[1]：由于吸收和固溶氢原子而 ...

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