35CrMo高强度钢在海洋大气中的氢渗透行为与环境致脆机理研究

海洋大气腐蚀环境是海洋腐蚀环境之一。金属材料在海洋大气环境下会发生环境敏感断裂。在环境敏感断裂中，氢脆是其中的一个重要类型。氢脆是合金中存在过量的氢，并在拉应力协同作用下造成的一种脆断。氢渗透已被证明是金属材料失效的主要原因之一。氢脆导致了材料强度降低，在较低载荷下会导致材料的灾害性破坏，因此研究海洋用钢在海洋大气中的致脆机制与氢渗透行为是十分必要的。本文所做工作主要有以下几点： 一、 采用Devanathan-Stachurski氢渗透技术，研究了35CrMo高强度钢未受 力试样在海洋大气腐蚀环境中的氢渗透及腐蚀失重行为。主要分为两个部分：(1) 干湿循环实验；(2)模拟海洋大气腐蚀实验。实验结果表明，在海洋大气腐蚀环境中，35CrMo 高强度钢存在着明显的氢渗透现象，在不同腐蚀环境中现象有所不同。Cl-离子、H2S、SO2等污染物对氢渗透产生了明显的促进作用。另外，氢渗透量与腐蚀失重存在着明显的线性关系。 二、 采用慢应变速率拉伸实验法(SSRT)，在海洋大气腐蚀环境中对35CrMo试样进行力学性能测试，研究氢渗透对35CrMo应力腐蚀开裂敏感性的影响。实验结果表明，在各种腐蚀条件下，氢渗透会增加35CrMo的应力腐蚀开裂敏感性，使得最大载荷、断裂时间及应变值均减小。 三、 采用Devanathan-Stachurski氢渗透技术与慢应变速率拉伸实验法，进行了35CrMo高强度钢受力试样在海洋大气环境中的氢渗透实验，研究材料形变对氢渗透的影响。实验结果表明，在弹性变形阶段，氢渗透电流逐渐增大，在塑性变形阶段开始后，氢渗透逐渐减小，在塑性变形阶段后期，随着形变的增大，氢渗透电流增大。