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本文通过采用电化学阴极充氢实验方法研究氢在2205双相不锈钢中的扩散行为并且与IF钢(铁素体组织)和304不锈钢(奥氏体组织)进行比较。用慢应变速率拉伸实验研究电化学充氢后氢对2205双相不锈钢力学性能的影响,尤其是氢致塑性损失。用SEM和金相显微镜观察拉伸断裂试样断口形貌和裂纹扩展模式,并观察双相不锈钢组织对于裂纹扩展的影响。用局部交流阻抗观察在电化学充氢状态下试样表面划痕处与光滑处阻抗值变化,并给出定性结论。
研究表明:2205双相不锈钢有效氢扩散系数是2.67×10-13m2/s,大于304不锈钢,小于IF钢有效氢扩散系数,即2205双相不锈钢的奥氏体相视为某种意义上的“氢陷阱”。不同条件测量试样电化学充氢后的放氢量可知,随着电化学充氢电流密度的增加,时间的增加和溶液浓度的升高(pH值的降低),2205双相不锈钢试样氢含量增加。随着温度的升高试样氢含量下降。慢应变拉伸实验表明随着电化学充氢电位的负移和充氢时间的增加,试样塑性随之损失。空拉试样断口为典型塑性断口,随着电化学充氢电位的负移和充氢时间的增加断口脆性区域随之扩大,断口表面裂纹随之增多。裂纹几乎在铁素体相上开裂,沿着垂直于拉应力方向扩展,裂纹尖端在奥氏体相上受阻被抑制。局部交流阻抗实验表明在电化学充氢状态下材料表面划痕处阻抗值比表面光滑处低,说明在划痕处析氢反应相对加剧。