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第二章-金屬材料力學性能基本知識及鋼材的脆化-資料下載頁

2026-07-27 10:45本頁面

　　

【正文】存留在鋼材中；（2）焊接過程中由于水分或油污在高弧高溫下分解出的氫溶解入鋼材中，（3）設備運行過程中，工作介質中的氫進入鋼材中。當鋼材中存在氫，而應力大于某一臨界值時，就會發生氫脆斷裂。氫對鋼材的脆化過程是一個微觀裂紋在高應力作用下的擴展過程。脆斷應力可低達屈服極限的20％。鋼材的強度愈高(所承受的應力愈大)，對氫脆愈敏感。容器中的應力水平，包括工作應力及殘余應力是導致氫脆很重要的因素。氫脆是一種延遲斷裂，斷裂遲延的時間可以僅幾分鐘，也可能幾天。氫致斷裂只發生在一100～150℃的溫度范圍內，很低的溫度不利于氫的移動和聚集，不易發生氫脆，而較高的溫度可以使氫從鋼中逸出，減少鋼中的氫濃度，從而避免脆化。焊后保溫及熱處理就是利用高溫下氫能從鋼中擴散逸出的原理，用來降低焊縫中氫含量，它是改善焊接接頭力學性能的有效措施。氫對鋼鐵材料的危害性較大，由于氫而導致材質劣化的現象統稱為氫損傷，氫損傷的形式有很多種，除了氫脆以外，還有因氫在鋼板分層處聚集引起的氫鼓泡；氫在鋼材中心部位聚集造成的細微裂紋群，稱為白點；以及鋼在高溫高壓氫作用下，(對碳鋼，溫度大于250℃，氫分壓大于2MPa)，其組織發生脫碳，滲碳體分解，沿晶界出現大量微裂紋，鋼的強度、韌性喪失殆盡的氫腐蝕現象等。d．苛性脆化苛性脆化是由于介質內具有含量很高的苛性鈉(NaOH)促使鋼材腐蝕加劇而引起的脆化現象。其破壞形式是在肉眼看到的主裂紋上有大量肉眼看不到的分枝細裂紋。元件發生苛性脆化時，裂紋附近的鋼材仍具有良好的塑性及脆性性能。苛性脆化一般都發生在受壓元件的鉚接及脹接處。e．應力腐蝕脆性斷裂由拉應力與腐蝕介質聯合作用而引起的低應力脆性斷裂稱為應力腐蝕。不論是塑性材料還是脆性材料都可能產生應力腐蝕。它與單純的由應力造成的破壞或由腐蝕引起的破壞不同，在一定的條件下在很低的應力水平或腐蝕性很弱的介質中，也能引起應力腐蝕。應力腐蝕所引起的破壞在事先往往沒有明顯的變形預兆，突然發生脆性斷裂，故它的危害性很大。應力腐蝕的速度一般在103 mm/h至1mm/h的數量級范圍內，大于通常的腐蝕速度（104mm/h）,比單純由應力產生的斷裂速度小些。應力腐蝕只有在特定條件下才會發生：． (a)元件承受拉應力的作用。拉應力可由外界因素產生，也可由加工過程中產生。一般來說，只需具有很小的拉應力即可能引起應力腐蝕。 (b)具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質環境。每種材料只在某些介質中才會發生應力腐蝕，而在另一些介質中不發生應力腐蝕。例如普通鋼材會發生應力腐蝕的介質為：氫氫化物溶液、含有硝酸鹽、碳酸鹽、氰酸鹽或硫化氫的水溶液、海水、硫酸一硝酸混合液、液氨等。奧氏體不銹鋼會發生應力腐蝕的介質為：酸性及中性的氯化物溶液、海水、熱的氟化一物溶液及氫氧化物溶液等。碳鋼和低合金鋼焊制的壓力容器最常見的應力腐蝕環境色．括：濕H2s環境，液氨環境以及NaoH溶液。而奧氏體不銹鋼壓力容器最常見的應力腐蝕是氯離子引起的。 (c)材料，應力腐蝕的敏感性對鋼材來說，應力腐蝕的敏感性與鋼材成分、組織及熱處理等情況有關。

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