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氢致开裂(HIC)及氢鼓泡

2020-11-27
氢致开裂(HIC)及氢鼓泡

氢致开裂是平行的氢层连通在一起产生穿壁裂缝造成的,它们与外加应力或残余应力没有明显的相互作用。在鼓泡处,氢在内部聚积产生的应力加剧了氢致开裂。氢致开裂与钢材的净度密切相关,并且与钢的制造方法、存在的杂质和它们的形状有关。 实验室执行标准GB/T8650-2015、NACE TM0284-2016

非均质的细长的硫化物或氧化物夹杂物如果是与钢板轧制方向平行发生的,一般都会发生氢致开裂。这些夹杂物构成形成显微氢鼓泡的场所,这些显微鼓泡会生长,并且最终通过台阶状裂缝连在一起。事实上,有时候把氢致开裂叫做台阶状开裂。 

由于氢致开裂对应力没有依存关系,也不是伴随硬化的显微结构发生的,所以,焊后热处理一点作用也没有。限制硫这样的痕量元素以及控制钢的制造变量,才能使钢具有氢致开裂抗性。

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氢鼓泡图

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宏观下氢致裂纹图

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放大100x下观察裂纹图片 

氢鼓泡是原子氢扩散进入钢材并在空隙、夹层或非金属夹杂物处被截获而造成的。正如上文已经提及的,进入这些部位的氢原子结合在一起会形成分子氢,而分子氢是无法向外扩散而逸出的。聚集在一起的氢气的膨胀压力终使部件发生穿壁分离,并在金属表面出现明显的鼓泡。

氢鼓泡会出现在一块板的两面,或者鼓泡出现在另一鼓泡顶上,取决于夹层的位置。它们大小不一,从小的突起到几英尺直径的肿胀。不断增大的鼓泡会使表面发生扯裂,使设备失去承压能力。


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