紧固应力作用下螺栓中的氢扩散行为和氢脆断裂过程数值模拟分析研究

来源 :2012国际冶金及材料分析测试学术报告会(CCATM2012) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liupen
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  某海上运行的舰船大量桨叶紧固螺栓在服役43800 h后出现氢脆裂纹.为揭示应力和氢扩散交互作用下的螺栓氢脆过程形成机理,建立了数值模拟模型分析紧固应力作用下螺栓的应力场、应力驱动下氢的扩散行为,以及随扩散时间的氢浓度分布规律.模拟分析表明,紧固应力作用下螺栓基体存在明显的应力梯度分布,并在应力梯度作用下氢向高应力区扩散富集,氢扩散时间越长,富集程度越为明显,高应力区的氢浓度就越高.模拟结果同时显示,螺栓经长达43 800 h的氢扩散和紧固应力服役后,高应力区的氢浓度达到7.0 ppm时,螺栓发生氢脆断裂.该模拟结果与螺栓实际断裂时间、断裂位置、和氢含量试验分析结果相符,表明正确建立数值模拟计算模型和设置应力和氢扩散边界条件,可以较为准确的预测工程构件的氢脆失效过程.
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