博一建材讯：如贝氏体钢那样的高强钢中氢脆（HE）是一个主要问题。虽然提出了一些氢脆的基本机理，如减聚力原理、氢压力原理和表面作用原理等，但氢-位错的交互作用在金属中显得更重要。关于氢-位错的交互作用有两种观点：一种是氢可增强位错的传播和扩散；另一种是氢可抑制位错的扩散。氢诱发裂纹（HIC）是氢脆的一个重要方面。有许多关于氢诱发裂纹的报道，并认为氢促使裂纹的形成和延伸。也有许多关于二次裂纹对力学性能的影响的报道。然而，很少有关于二次裂纹对减弱钢的氢脆行为的作用的报道。
一般贝氏体钢具有优良的力学性能，尤其是疲劳性能。最近，研究者发现用Al替代部分Si可进一步优化贝氏体钢的综合性能，大大减少氢脆和提高钢的延迟断裂强度。氢诱发裂纹会导致结构材料的灾难性故障。这样，十分有必要研究Al减少氢诱发裂纹行为的原因。为此，研究了Al和二次裂纹对贝氏体钢氢脆的影响。
该贝氏体钢的化学成分如表1所示。真空冶炼成钢锭，锻造成20mm的圆棒，然后进一步加热至920℃，保温5h，并在350℃回火1.5h。机加工成直径为5mm，长度为25mm的光滑的圆柱形试样。用电子万能试验机（DDL-100）进行拉伸试验。使用5.6×10-5s-1的变形速度来完全反映该钢的HE行为。用SEM来观察该钢的显微组织和断口表面。利用电火花切割和机械抛光法将用于TEM的原位拉伸试样切削为3mm×6mm×30μm。然后，该试样用双喷电解抛光装置制备，并对位于试样中心Φ=0.2～0.5mm的孔进行抛光。试样在一定的载荷下从孔的边缘形成机械裂纹。为了避免受室温蠕变的影响，所有加载的试样都在室温下预先蠕变24h，并且在加入H的前后进行图片拍摄，用H-800型TEM进行试验。
表1 所研究的贝氏体钢的化学成分（wt.%）
钢号
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
Al
P
S
A
0.30
1.80
1.76
1.71
0.39
0.35
0
0.010
0.011
B
0.32
0.48
1.82
1.77
0.40
0.35
1.31
0.010
0.010
试验的结果表明：（1）添加Al可细化贝氏体钢的显微组织，增加相的界面，贝氏体钢从残余奥氏体中有纳米级碳化物析出，并且大大降低了氢脆。（2）二次裂纹的数目随着Al的添加而增多，但随着H的加入而减少。二次裂纹的形成可以减弱应力集中，吸收许多能量，并能降低氢脆。（3）氢能使位错析出和移动得到加强，但减少了二次裂纹的形成。
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