45号钢氢致脆断试验与GTN模型数值模拟研究

采用电化学方法对试样充氢后再进行单轴拉伸,在此基础上研究45号钢的氢致脆断问题.试验观察到,随充氢时间增加,试样的延伸率和平均断裂应变减小,断口韧窝数目减少,准解理区域增加.但该改变逐渐减缓,充氢大于72 h若继续充氢试样延性和断裂应变几乎不再变化.基于试验观测,将HEDE机制和受氢影响的材料微孔洞演化机制引入GTN本构模型.模型考虑了随氢浓度增加微孔洞形核体积分数增加、形核和聚合提前等影响因素.利用该模型对不同充氢试样的拉伸断裂进行有限元数值模拟,结果表明,随氢浓度增加断裂时试样延伸率和断裂收缩率下降,而且试样启裂点的位置受氢浓度分布变化而变化,它们可合理解释和再现试验观测到的现象.