钢中氢分布检测技术进展

主要介绍了几种目前应用比较广泛的氢分布检测技术的原理及其在氢渗透和氢脆研究中的应用,包括三维原子探针(Atom Probe Tomography,APT)、扫描开尔文探针力显微镜(Scanning Kelvin Probe Force Microscopy,SKPFM)、二次离子质谱法(Secondary Ion Mass Spectroscopy,SIMS)和氢微印技术(Hydrogen microprinting technique,HMT),以及可用来检测氢浓度的热脱附质谱技术(Thermal desorption spectrometry,TDS)等。总结了几种检测技术的原理和特点,并简要介绍了它们在与H有关领域里的典型应用。其中,APT和SIMS是利用质谱法直接检测H,以获得H在材料中的分布;SKPFM是通过H引起的电位变化,来获得H的分布;HMT是通过置换反应,即H原子将Ag+置换为Ag原子,Ag原子沉积在试样表面的分布来表征H的分布;热脱附法则是通过恒定的升温速率下H脱附速率对不同陷阱的敏感性差异,来获得不同陷阱中的H浓度以及H与陷阱的相互作用。这几种检测技术的空间分辨率可达亚纳米、纳米、微米至数微米直至毫米级。另外,SKPFM还具有时间分辨的功能。这些技术在H检测方面的应用,使得研究者对H在材料中的微观分布与聚集状态有了直观地认识,进而对由氢引起的失效破坏(即氢致延迟断裂的微观机理)有了更深刻的理解。最后还介绍了目前比较常用的检测H浓度的方法。

汽车用先进高强钢的氢脆研究进展

本文总结了第一代~第三代先进高强钢的各自典型代表钢种--相变诱发塑性钢(TRIP钢)、孪晶诱发塑性钢(TWIP钢)、淬火配分钢(QP钢)和中锰钢的氢脆研究现状和重要结果。主要结论为,TRIP钢的氢脆敏感性主要体现在塑性降低,而强度损失不大。TWIP钢的氢脆敏感性严重依赖于应变速率,即随应变速率降低而显著增加;形变孪晶界和ε/γ相界面易发生氢致开裂,而Σ3退火孪晶界不易开裂;深入研究表明,当ε/γ相界面满足西山取向关系时,则与Σ3孪晶界类似,能够阻碍氢致裂纹扩展,这一结论将不同学者的结果统一起来。QP钢的氢脆敏感性与TRIP钢相似。中锰钢因含有较多的奥氏体相,变形时伴随着强烈的TRIP效应,氢脆敏感性较大,既有明显的塑性损失也有较大的强度损失。对含有奥氏体组织的TRIP钢、QP钢和中锰钢等,调控奥氏体组织的形态和分布是改善其氢脆的主要对策;而对TWIP钢则可通过控制预应变速率和Al合金化等措施来改善氢脆。