论文部分内容阅读
本文采用透射电镜、扫描电镜、EDS、快-快符合正电子湮没寿命谱、动态机械分析仪、高压热充氢以及不同温度拉伸等试验方法系统地研究了两类FeNi基γ相沉淀强化奥氏体合金的氢脆机理。研究了合金中析出相的形貌、数量和分布，及析出相对合金氢脆性能的影响。同时还探讨了氢含量、预变形等实验条件对合金抗氢脆性能的影响以及最后一火锻造变形量对合金力学性能的影响。
正电子湮没寿命实验结果表明，充氢使固溶态合金中的空位减少，空位团和韧窝数量增多。在峰值时效态合金中，当γ相和γ基体共格时，γ与γ的界面不是氢陷阱，当γ相尺寸增大与γ基体失去共格关系后，γ与γ的界面成为氢陷阱。过时效合金中的晶界碳化物是氢的强陷阱，它能够吸引氢聚集到晶界，造成沿晶断裂。在720℃时效过程中，随着时效时间增加，晶界碳化物增多，氢致塑性损减增加，沿晶界断裂特征愈加明显。
内耗实验结果表明，在充氢合金中氢引起一个内耗峰，峰的高度随着氢的释放而降低，激活能计算显示该峰是由于氢和含有大量η相和少量碳化物的晶界相互作用造成的。氢致内耗峰的出现说明含有η相和碳化物的晶界是氢的强陷阱，氢在晶界聚集造成明显的塑性损减和沿晶断裂。添加硼后，合金的晶界上没有观察到η相，只有少量碳化物。此时的氢致内耗峰出现在较低温度，表明晶界吸引氢的能力被减弱，氢在晶界的聚集减少。力学性能试验结果表明合金的氢致塑性损减下降，沿晶断裂倾向减小。
氢含量、预变形、应变速率和试验温度等都对合金的抗氢脆性能有明显影响。随着氢含量增加，时效合金中位错切割粒子的应力下降，位错可动性增加，平面滑移加强，交滑移减弱，氢脆敏感性增大。随着预变形量增加，时效合金中的位错密度增大，氢降低位错的开动应力导致塑性增加，氢致塑性损减相应下降。
为了提高合金的室温和高温力学性能，最后一火锻造变形量应控制在10～15％之间。当最后一火锻造变形量小于10％时，晶粒大小不均匀，存在粗大晶粒；而当最后一火锻造变形量大于15％时，晶粒内又会出现大量孪晶和碳化物，这些都不利于合金性能的提高。