摘要
为满足碳中和、节能减排的迫切要求，发展新能源是满足环境保护要求、减少化石燃料使用的重要途径。其中氢能是替代传统化石生物燃料的重要能源之一，氢气应用来源广泛、热值较高、对环境友好，储氢气瓶可能在冶炼焊接和服役时渗入氢原子发生氢脆现象，导致安全性不足。本文以HP295为研究对象，通过电解池氢渗透实验和慢速率拉伸实验，分别研究了充氢电流、充氢时间、疲劳次数、终轧温度和冷却速率对HP295材料性能和氢脆敏感性的影响规律和机制，得到如下结论: (1)当充氢电流提高时，材料会发生氢鼓泡现象。充氢电流越高，材料性能降低且氢脆敏感性上升。随着充氢时间的推移，材料内部的氢浓度上升，并最终到达饱和，当充氢时间较短时，材料的性能不会发生大的变化且氢脆指数较低。 (2)随着水压疲劳次数的增加，材料的残余容积变形会增大，内部微裂纹会变大并从在夹杂物处形核。拉伸断裂呈现韧性断裂，氢扩散系数会随着疲劳次数的增加而减小，氢脆指数未满20％。在充氢前后，材料塑性变化不大，没有氢脆危险。 (3)终轧温度在760℃到820℃范围内时，材料的组织结构为铁素体加珠光体，终轧温度降低，晶粒尺寸变小，导致材料的强度和塑性上升，位错密度增加，氢扩散系数下降，氢脆敏感性上升。当材料在终轧温度为760℃时，材料发生氢致脆断，氢脆指数达到80％。材料在终轧温度为800℃时表现出最佳性能。 (4)在速率为0.5℃/s到20℃/s的范围内冷却时，材料的组织结构为铁素体加珠光体。冷却速率提高后，晶粒没有充分时间长大，晶粒尺寸变小，小角度晶界增多，充氢前的材料塑性线性上升，而充氢后，塑性先增大后减小，氢脆指数不满20％,发生氢脆可能较小。
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