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    1Cr5Mo合金管氫脆機(jī)理介紹

    2014-03-17 16:00:17  來源:1Cr5Mo合金管
    1Cr5Mo合金管氫脆的機(jī)理學(xué)術(shù)界還有爭議,但大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為以下幾種效應(yīng)是氫脆發(fā)生的主要原因:
      在1Cr5Mo合金管凝固的過程中,溶入其中的氫沒能及時(shí)釋放出來,向1Cr5Mo合金管中缺陷附近擴(kuò)散,到室溫時(shí)原子氫在缺陷處結(jié)合成分子氫并不斷聚集,從而產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力,使金屬發(fā)生裂紋.
      在石油工業(yè)的加氫裂解爐里,工作溫度為300-500度,氫氣壓力高達(dá)幾十個(gè)到上百個(gè)大氣壓力,這時(shí)氫可滲入1Cr5Mo合金管中與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成甲烷. 甲烷氣泡可在鋼中夾雜物或晶界等場所成核,長大,并產(chǎn)生高壓導(dǎo)致1Cr5Mo合金管損傷.
      在應(yīng)力作用下,固溶在1Cr5Mo合金管中的氫也可能引起氫脆.1Cr5Mo合金管中的原子是按一定的規(guī)則周期性地排列起來的,稱為晶格.氫原子一般處于金屬原子之間的空隙中,晶格中發(fā)生原子錯(cuò)排的局部地方稱為位錯(cuò),氫原子易于聚集在位錯(cuò)附近.金屬材料所外力作用時(shí),材料內(nèi)部的應(yīng)力分布是不均勻的,在材料外形迅速過渡區(qū)域或在材料內(nèi)部缺陷和微裂紋處會發(fā)生應(yīng)力集中.在應(yīng)力梯度作用下氫原子在晶格內(nèi)擴(kuò)散或跟隨位錯(cuò)運(yùn)動向應(yīng)力集中區(qū)域.由于氫和1Cr5Mo合金管原子之間的交互作用使金屬原子間的結(jié)合力變?nèi)酰@樣在高氫區(qū)會萌生出裂紋并擴(kuò)展,導(dǎo)致了脆斷. 另外,由于氫在應(yīng)力集中區(qū)富集促進(jìn)了該區(qū)域塑性變形,從而產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展. 還有,在晶體中存在著很多的微裂紋,氫向裂紋聚集時(shí)有吸附在裂紋表面,使表面能降低,因此裂紋容易擴(kuò)展.
      某些1Cr5Mo合金管與氫有較大的親和力,過飽和氫與這種1Cr5Mo合金管原子易結(jié)合生成氫化物,或在外力作用下應(yīng)力集中區(qū)聚集的高濃度的氫與該種金屬原子結(jié)合生成氫化物.氫化物是一種脆性相組織,在外力作用下往往成為斷裂源,從而導(dǎo)致脆性斷裂.
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    楊慶
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