氢鼓泡形核长大示意图、氢在管线钢中的扩散示意图

2023-08-01 17:13:24 作者：本网发布来源：考拉腐蚀分享至：

上图摘自《金属中氢鼓泡形核的机理》图5-氢鼓泡形核、长大示意图，其描述如下：

（a）空位V和原子氢聚集成为空位-原子氢集团；

（b）原子氢在空位团中复合成分子氢H2，使其稳定、鼓泡核形成；

（c）空位和氢不断进入鼓泡核使其长大；

（d）当鼓泡核内氢压力产生的应力等于原子键合力时，在鼓泡壁形成裂纹。

下图摘自《铁素体/珠光体组织对管线钢中氢扩散行为的影响》图1-氢在管线钢中的扩散示意图。

（图中标识依次是：H-氢原子、ferrite grains铁素体、F/P gain boundary-铁素体/珠光体晶界、pearlite grains-珠光体。）

氢在管线钢的扩散和局部聚集导致材料力学性能下降，在外接作用下发生脆性失效，氢在管线钢中的扩散和富集是评价管线钢相容性与判断管道升级可行性的重要参考依据。其结论如下：

（1）当氢扩散方向与铁素体/珠光体晶界方向垂直时，条带状珠光体对氢扩散起阻碍作用。晶界未做氢陷阱起吸附作用，氢在晶界处发生富集现象。在选用输氢管线钢时，应尽量使钢中铁素体/珠光体呈条带状交替分布，且结构方向与氢扩散方向垂直，降低氢在钢内部的富集。

（2）对于具有随机铁素体/珠光体结构的管线钢，氢更容易在其内部出现富集；对于具有条带状铁素体/珠光体结构的管线钢，氢更容易在临氢侧出现富集。

（3）氢扩散方向（铁素体/珠光体结构取向）对氢扩散通量J有影响：含有条带状珠光体结构的材料其扩散通量有显著的各向异性，而随机铁素体/珠光体结构的扩散通量各向异性较小。

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