金属热处理

作者：宁有义, 代鑫, 董庆, 王利军, 巩延杰, 孙红智, 陈连生

单位：1.华北理工大学 冶金与能源学院, 河北 唐山 063210; ；2.邢台钢铁有限责任公司, 河北 邢台 054027; ；3.河北邢钢科技有限公司, 河北 邢台 054700

关键词：核压力容器,氢扩散系数,氢脆敏感性

基金：河北省自然科学基金(E2022209049);唐山市科技计划(22130206G);河北省高等学校科学研究项目(QN2023086);华北理工大学冶金与能源学院青年教师发展基金(YJY20244438)

针对现役SA508Gr.3钢和第四代SA508Gr.4N钢,采用OM、SEM和EBSD等观察其组织,通过氢渗透仪器测试其氢扩散系数,采用热脱氢分析仪对比其氢含量差异,通过动态充氢慢应变速率拉伸试验研究其氢脆敏感性及断口特征,对比分析两种钢的组织性能差异。结果表明,与SA508Gr.3钢相比,SA508Gr.4N钢具有更多的大角度晶界体积分数和更细小的碳化物,二者的氢扩散系数分别为3.37×10-6 cm2/s和6.12×10-7 cm2/s,后者表现出更小的氢扩散速率和更多的氢含量。充氢前,SA508Gr.3钢的抗拉强度为721.3 MPa,断后伸长率为20.8%;SA508Gr.4N钢的抗拉强度为801.3 MPa,断后伸长率为22.5%。充氢后,SA508Gr.3钢的抗拉强度为708.8 MPa,断后伸长率为14.2%;SA508Gr.4N钢的抗拉强度为786.3 MPa,断后伸长率为11.8%。充氢前后,SA508Gr.3钢力学性能均低于SA508Gr.4N钢,二者的氢脆敏感性分别为31.7%和47.6%。SA508Gr.4N钢对氢更加敏感,抗氢脆性能更差,这与SA508Gr.4N钢中具有更多的可逆氢有关。此外,充氢前二者的断裂方式均为韧性断裂;充氢后,断裂方式均转变为脆性断裂,这与氢在晶界处的聚集有关。

来源：2025年第6期

《金属热处理》期刊编辑部

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