充氢超高强度钢拉伸变形的原位中子衍射研究

• 作者: 张书彦 徐平光 殷匠
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: 脆性断裂 充氢 微区塑性变形 高强度低合金钢 中子衍射 晶格应变
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 页码范围: 1297-1305
• 页数: 9页
• 分类号: TG111.91|TG115.22
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2014.00541

摘要

利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征.在无加载条件下,充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距,显示出四面体间隙中H原子的进入使轴向(110)面间距有所增加,同时内部应力的平衡作用使轴向(200)面间距有所减少.未充氢试样达到1250 MPa抗拉强度发生颈缩塑性断裂,而含有8.0×10-6可扩散氢的试样在分步加载至500 MPa时发生脆性断裂.中子衍射分析表明,未充氢试样在拉应力加载至500 MPa时均基本符合线弹性变形,但至700MPa时,轴向{200}晶粒比其余取向晶粒优先显示非线弹性变形,至800MPa时轴向{110}晶粒也出现非线弹性变形,轴向{200}晶粒优先产生微屈服现象,而轴向{211}晶粒仍然处于线弹性阶段;充氢试样在拉伸至300MPa时,轴向{110}晶粒出现非线弹性变形,至400MPa时轴向{200}晶粒也出现非线弹性变形,轴向{110}晶粒优先产生微屈服现象,轴向{211}晶粒仍处于线弹性阶段.断口剖面观察显示未充氢试样内形成明显的轴向<110>拉伸纤维织构,而氢脆试样内除了明显的晶界裂纹萌生,还有晶内裂纹扩展与局部晶体转动特征.基于不同取向晶粒的微屈服概念,解释了充氢导致轴向{110}晶粒优先微屈服而不是轴向{200}晶粒优先微屈服,同时以氢伴随微区塑性变形的方式发生脆性断裂.