西安鋼鐵回收公司總結(jié)了影響鋼鐵氫脆斷裂的因素

氫脆通常表現(xiàn)為鋼材的塑性顯著下降，脆性急劇增加，并在靜載荷下（往往低于材料的σb）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后發(fā)生破裂破壞的趨勢(shì)。眾所周知，氫在鋼中有一定的溶解度。

西安鋼鐵回收公司了解到煉鋼過(guò)程中，鋼液凝固后，微量的氫還會(huì)留在鋼中。通常生產(chǎn)的鋼，其含氫量在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。氫在鋼中的溶解度隨溫度下降而迅速降低，過(guò)飽和的氫將要析出。

氫是在鋼鐵中擴(kuò)散速度最快的元素，其原子半徑最小，在低溫區(qū)仍有很強(qiáng)的擴(kuò)散能力。如果冷卻時(shí)有足夠的時(shí)間使鋼中的氫逸出表面或鋼中的氫含量較低時(shí)，則氫脆就不易發(fā)生。如果冷卻速度快，鋼件斷面尺寸比較大或鋼中氫含量較高時(shí)，位于鋼件中心部分的氫來(lái)不及逸出，過(guò)剩的氫將進(jìn)入鋼的一些缺陷中去，如枝晶間隙、氣孔內(nèi)。若缺陷附近由于氫的聚集會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)壓而導(dǎo)致微裂紋的萌生與擴(kuò)展。這是由于缺陷吸附了氫原子之后，使表面能大大降低，從而導(dǎo)致鋼材破壞所需的臨界應(yīng)力也急劇降低。

一般來(lái)說(shuō)，鋼的氫脆發(fā)生在-50℃~100℃之間。溫度過(guò)低時(shí)，氫的擴(kuò)散速度太慢，聚集少不會(huì)析出；高溫時(shí)氫將被“烤”出鋼外，氫脆破壞也不大會(huì)發(fā)生。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們又發(fā)現(xiàn)氫脆機(jī)理的新觀點(diǎn)：氫促進(jìn)了裂紋尖端區(qū)塑性變形，而塑性變形，又促進(jìn)了氫在該區(qū)域內(nèi)濃集，從而降低了該區(qū)的斷裂應(yīng)力值，這就促進(jìn)了微裂的產(chǎn)生，裂紋的擴(kuò)展也伴隨著塑性流變。

西安鋼鐵回收公司總結(jié)，影響鋼氫脆斷裂的因素主要有如下三方面：

1.熱處理

業(yè)已查明，鋼的氫脆與其顯微組織和熱處理有密切的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)和事實(shí)標(biāo)明，該組織在熱力學(xué)上穩(wěn)定性愈差，則氫脆的敏感性愈大。例如珠光體、鐵素體組織的氫脆傾向遠(yuǎn)低于馬氏體，而且網(wǎng)狀分布的高碳馬氏體最敏感。

2.環(huán)境因素

如鋼在含氫量較高的環(huán)境中，如水、酸、氫氣中時(shí)，氫通過(guò)吸附在鋼鐵表而擴(kuò)散，造成鋼變脆。同時(shí)氫分壓對(duì)氫裂紋擴(kuò)展速度有明顯的影響，提高氫氣壓力會(huì)增加氫脆敏感性。

3.強(qiáng)度因素

一般來(lái)說(shuō)，鋼的強(qiáng)度越高，氫脆敏感性越大。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家明文規(guī)定“高強(qiáng)度鋼不準(zhǔn)酸洗”就是為了防止氫脆。而化學(xué)成分是通過(guò)強(qiáng)度來(lái)影響鋼的氫脆斷裂，這是因?yàn)闅浜蚐、P等原子偏析于晶界會(huì)引起晶界結(jié)合力減弱，從而促使沿晶界首先斷裂。