通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射技术(EBSD)等手段及电化学充氢与氢微印等实验,表征分析22MnB5NbV热成形钢的组织结构、氢损伤形核临界条件、氢损伤与氢聚集可视化;建立氢损伤演变模型预测氢致裂纹演变方式,并通过充氢实验进一步观察氢致裂纹的形核与扩展,验证模型预测结果.结果表明:22MnB5NbV钢组织基本由马氏体组成,组织较细小,平均晶粒尺寸约7.81µm,小角度晶界占比高达35.34％;充氢4 h时,22MnB5NbV钢诱发氢鼓泡形核的临界电流密度为30 mA/cm2;氢原子首先在氢鼓泡内部大量聚集,随充氢时间的增加,氢原子复合为氢分子后在氢压的驱动下逐渐向外部扩散,充氢10 h后,氢原子聚集趋势消失,呈弥散状分布在氢鼓泡四周.长时间电化学充氢会使氢鼓泡的聚集状态呈方向性,在材料内部形成多个线性排列的氢鼓泡,最终连接为不连续氢致裂纹;高浓度氢原子在氢鼓泡内壁偏聚后使其周围基体发生局部软化,在氢压的作用下氢鼓泡易向一端或两端扩展,形成氢致裂纹.
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