氘对HR2抗氢钢室温力学性能和组织结构的影响

论文摘要

在10MPa、400℃、10d条件下对HR2抗氢脆奥氏体钢进行预充氘。对未充氘和预充氘试样进行两种方式的形变实验：（1）在10-5s-1和10-3s-1两种速率下进行室温准静态拉伸实验；（2）1×103s-1-3×103s-1速率下进行Hopkinson动态冲击实验。采用SEM、OM、XRD、TEM、VSM和EBSD技术对未充氘和预充氘拉伸试样的断口形貌和微观形变组织进行表征,分析了HR2钢氘损伤敏感度随形变速率的变化情况,并在相同实验条件下与HR1钢进行对比。另外,采用EBSD技术初步分析探讨了HR2钢拉伸和冲击织构与内部氘、形变量、形变速率之间的关系。在10-5s-1和10-3s-1拉伸速率下,预充氘使HR1和HR2两种抗氢脆奥氏体钢塑性降低,强度提高,断裂方式变为准解理断裂,氘损伤现象明显。形变速率越慢,氘损伤现象越明显。室温下,HR2钢的奥氏体相稳定性高于HR1钢。在10-5s-1和10-3s-1两种拉伸速率下,HR2钢仅产生了ppm量级的α’马氏体；HR1钢产生了4.5～9.3%的α’马氏体；拉伸速率越快,形变诱发α’马氏体含量越少。高压预充氘抑制了两种钢中形变诱发α’马氏体的产生；加快拉伸速率,这种抑制作用减弱。HR2钢准静态拉伸后形成<111>+少量<100>的拉伸织构；预充氘使拉伸织构中{110}<111>织构变强而{110}<111>织构变弱。HR2钢经冲击加载后位错急剧增加,且形成α纤维织构；预充氘使冲击织构偏离α取向线。表明HR2钢准静态拉伸和冲击加载下的主要变形方式均为滑移；预充氘促进了HR2钢中的平面滑移而抑制了交滑移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 奥氏体不锈钢组织和性能研究现状
• 1.1.1 力学性能
• 1.1.2 应变诱发α'马氏体相变
• 1.1.3 形变织构
• 1.2 奥氏体不锈钢的内部氢损伤
• 1.2.1 内部氢对力学性能的影响
• 1.2.2 内部氢对应变诱发马氏体相变的影响
• 1.2.3 内部氢对形变织构的影响
• 1.2.4 氢损伤的影响因素
• 1.3 抗氢脆奥氏体钢概述及研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 预充氘实验
• 2.3 形变实验
• 2.4 分析所用样品的制备
• 2.5 分析技术及其原理
• 2.5.1 VSM分析
• 2.5.2 EBSD分析
• 第3章 HR2钢的室温力学性能和微观形变组织
• 3.1 室温力学性能和断裂方式
• 3.1.1 形变速率对抗氢脆奥氏体钢室温力学性能的影响
• 3.1.2 HR1和HR2两种钢的比较
• 3.2 微观形变组织
• 3.2.1 滑移带、形变孪晶和ε马氏体
• 3.2.2 应变诱发α'马氏体
• 3.3 本章小结
• 第4章 预充氘对HR2钢力学性能和微观组织结构的影响
• 4.1 预充氘对HR2钢力学性能和断裂方式的影响
• 4.1.1 形变速率对HR2钢氘损伤程度的影响
• 4.1.2 HR1和HR2两种钢的比较
• 4.2 预充氘对HR2钢应变诱发α'马氏体的影响
• 4.2.1 形变速率的影响
• 4.2.2 HR1和HR2两种钢的比较
• 4.3 本章小结
• 第5章 HR2钢形变织构的初步探讨
• 5.1 形变织构
• 5.1.1 单向准静态拉应力下的织构
• 5.1.2 高速冲击压应力下的织构
• 5.2 预充氘对织构的影响
• 5.2.1 预充氘对拉伸织构的影响
• 5.2.2 预充氘对冲击织构的影响
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录