《氢损伤和滞后断裂》求取 ⇩

1·1 氢的吸附和进入1

1·1·1 气体氢1

1.气体氢的分解1

第一章氧在金属中的状态1

2.气体氢的吸附2

3.氢的进入5

1·1·2 阴极充氢6

1.充氢时氢的进入6

2.影响充氢量的因素7

1·2 构件和试样中的氢10

3.毒化作用10

1·2·1 构件中的氢12

1.冶炼时进入的氢12

2.酸洗和电镀引入的氢13

3.焊接过程进入的氢16

4.环境提供的氢17

1·2·2 充氢技术18

1.电解质溶液充氢18

2.熔盐充氢19

1.各种浓度的定义20

1·3·1 氢浓度的表示法20

3.气相充氢20

1·3 氢在金属中的溶解度20

2.各种浓度单位的换算21

1·3·2 氢在金属中的溶解度22

1.Sieverts定律22

2.溶解度随温度的变化22

3.氢在B组金属中的溶解度25

1·3·3 影响氢溶解度的因素27

1.晶体结构对氢溶解度的影响27

2.合金元素对氢溶解度的影响28

1.氢的三和形态29

1·4 氢引起的点阵变化29

1·4·1 氢在金属中的存在形式29

2.氢的其他存在形式30

1·4·2 氢原子的应变场32

1.原子氢所占据的位置32

2.氢原子周围的应变场33

3.氢致点阵常数变化34

1·4·3 氢的偏摩尔体积35

1.偏摩尔体积的测量方法35

2.氢在金属中的偏摩尔体积37

1·5·1 陷阱的本质和分类38

1.陷阱的本质38

1·5 氢陷阱38

2.陷阱的分类39

1·5·2 用氟示踪和内耗研究氢陷阱41

1.氚示踪法41

2.氢引起的内耗42

1·5·3 金属中的氢陷阱42

1.钢中氢陷阱的参数42

2.面心立方金属中的氢陷阱44

3.陷阱对氢溶解度的影响44

文献47

2·1·1 扩散方程及其解50

1.扩散方程50

2·1 氢的扩散50

第二章氧的扩散和迁移50

2.扩散方程的解51

2·1·2 氢在金属中的扩散机构54

1.正常扩散54

2.异常扩散55

2·1·3 应力诱导扩散57

1.化学位梯度引起的扩散57

2.应力诱导扩散58

3.应力作用下氧的平衡浓度59

1.基本原理63

2·2 氧渗透63

2·2·1 氢渗透实验63

2.测试技术65

1.氢的渗透率66

2.影响氢渗透的因素67

2·2·2 渗透率及其影响因素68

2·3 氢的扩散系数73

2·3·1 测量扩散系数的方法73

1.滞后时间法73

2.测量扩散系数的其它方法75

1.表观扩散系数76

2·3·2 氢陷阱和表观扩散系数76

2.用氢渗透测陷阱参数79

2·3·3 氢的扩散系数及影响因素80

1.扩散常数和激活能81

2.影响扩散系数的因素84

2·4 氢的迁移87

2·4·1 氢迁移的实验研究87

2·4·2 氢迁移和富集的理论90

1.氢被位错迁移的距离90

文献96

2.氢对高纯铁流变应力的影响98

3·1·1 氢对纯铁流变应力的影响98

1.氢致软化和硬化98

第三章氢对材料性能的影响98

3·1 氢对强度的影响98

2.迁移引起的氢富集99

3.氢致软化和硬化的原因103

3·1·2 氢对材料强度性能的影响110

1.氢对屈服点的影响110

2.氢对钢的屈服强度的影响111

3.氢对弹性模量和硬度的影响113

4.氢对拉伸强度的影响116

5.氢对冲击韧性的影响117

1.氢致表观屈服应力下降118

3·1·3 氢对表观屈服应力的影响118

2.影响氢致表观屈服应力下降的因素121

3·2 氢对塑性的影响124

3·2·1 氢致塑性损失(氢脆)124

3·2·2 影响氢致塑性损失的因素127

1.氢含量对氢致塑性损失的影响127

2.温度和应变速度对氢致塑性损失的影响129

3.强度和组织结构对氢致塑性损失的影响133

3·3 氢对材料物理性能的影响138

3·3·1 充氢产生的内应力138

3·3·2 氢对磁性的影响139

3·3·3 氢对电阻的影响141

文献143

第四章氢致不可逆损伤146

4·1 钢中白点146

4·1·1 白点的特征及其影响因素146

1.白点及其特征146

2.影响白点产生的因素147

4·1·2 白点产生的机理150

1.白点的形核和扩展150

2.形成白点的机理151

4·1·3 白点的预防152

1.钢液真空处理152

2.等温退火154

4·2 高温氢腐蚀155

4·2·1 高温氢腐蚀的特征和影响因素155

1.表面脱碳155

2.氢腐蚀155

3.影响氢腐蚀的因素158

4·2·2 氢腐蚀理论159

1.甲烷气泡内的压力159

2.氢腐蚀的孕育期160

3.孕育期的理论计算162

4·2·3 改善氢腐蚀的途径164

4·3·1 氢化物及其特征167

1.Ti、V等金属中的氢化物167

4·3 金属氢化物167

2.Fe、Ni及其合金中的氢化物169

3.氢化物的惯习而171

4.氢化物析出引起的弹塑性畸变171

4·3·2 氢化物导致的脆性174

1.应力感生氢化物174

2.氢化物引起的脆性176

4·4 氢致马氏体相变和氢沉淀178

4·4·1 氢致马氏体相变178

1.马氏体相变及其特征178

2.氢致马氏体相变的特征179

3.氢致马氏体柑变的机理182

4·4·2 氢沉淀183

1.单晶硅中的氢沉淀183

2.铝合金中的氢沉淀183

文献186

第五章氢诱发裂纹和氢致滞后裂纹189

5·1 氢诱发裂纹189

5·1·1 氢诱发裂纹和氢致滞后裂纹189

1.氢诱发裂纹189

2.应力诱导氢致滞后裂纹189

5·1·2 电解充氢过程中的氢诱发裂纹190

1.钢铁中的氢诱发裂纹190

3.氢诱发裂纹和滞后裂纹的区别190

2.奥氏体不锈钢的氢诱发裂纹194

5·1·3 管道钢在H2S中的氢诱发裂纹194

1.H2S诱发裂纹的特征195

2.夹杂对H2S诱发裂纹的影响195

3.成分对H2S裂纹的影响197

4.组织结构对H2S裂纹的影响199

5·2 高强度钢的氢致滞后断裂201

5·2·1 氢致滞后断裂的一般规律201

1.衡量氢致滞后断裂的参量201

2.门槛应力场强度因子KIH的麦达式203

1.环境的影响206

5·2·2 影响氢致滞后断裂的因素206

2.强度的影响213

3.成分的影响216

4.显微组织的影响218

5.缺口曲率半径的影响223

5·2·3 氢致滞后断裂的断口形貌227

1.K1和环境对断口的影响227

2.杂质对断口的影响230

5·2·4 扭转应力下的氢致滞后断裂231

1.Ⅱ型试样的氢致滞后断裂231

2.无裂纹扭转试样的氢致滞后断裂233

3.剪应力场和氢的交互作用234

1.低强度钢的韧断237

5·3 低强度钢的氢致断裂237

5·3·1 低强度钢的氢致韧断237

2.氢对低强度钢韧断的影响241

5·3·2 低强度钢的氢致脆性断口246

1.低强度钢的氢致准解理断口246

2.低碳钢的氢致沿晶断口247

5·3·3 低强度钢的氢致滞后断裂247

1.低碳钢的氢致滞后断裂247

2.纯铁的氢致滞后断裂248

3.低强度钢滞后断裂的断口形貌248

文献251

6·1·1氢压理论254

1.氢压理论概述254

第六章氢致开裂机理254

6·1 氢致脆性断裂理论254

2.氢压理论适用范围257

3.氢压理论的评述259

6·1·2 氢降低结合键理论(弱键理论)260

1.弱键理论的数学表达式260

2.键合力减弱的物理本质266

3.弱键理论的评述268

6·1·3 吸附降低表面能理论270

1.吸附理论的效学麦达式270

2.修正的吸附理论272

3.吸附理论的评述273

6·1·4 和位错运动有关的氢脆理论275

1.氢气团钉扎理论275

2.氢迁移导致开裂的理论275

6·2 氢促进局部塑性变形导致脆断的理论276

6·2·1 氢致滞后塑性变形的实验观察277

1.氢致滞后塑性变形和滞后裂纹277

2.氢致滞后塑性变形的微观研究281

1.氢降低屈服强度理论283

2.氢促进位错增殖和运动的理论283

6·2·2 氢致滞后塑性变形的机理283

3.气团理论284

6·2·3 氢致滞后塑性变形和氢脆285

6·3 氢致裂纹扩展的动力学288

6·3·1 裂纹扩展的控制过程和氢致开裂理论288

1.裂纹扩展的控制过程288

2.动力学过程和氢致开裂机理289

6·3·2 裂纹扩展速率表达式290

1.扩展过程控制的da/dt290

2.迁移和碰撞过程控制的da/dt293

3.吸附过程控制的da/dt295

4.da/dt控制过程的竞争和转化298

文献301

7·1不锈钢的氢脆304

7·1·1 奥氏体不锈钢的氢致塑性损失304

1.一般特征304

第七章不锈钢、铝合金及钛合金的氢脆304

2.影响不锈钢氢致塑性损失的因素308

7·1·2 奥氏体不锈钢的氧致滞后断裂317

1.18-8型不锈钢的滞后断裂317

2.稳定型不锈钢的滞后断裂321

3.臭氏体不锈钢氢致开裂的机构323

7·2·1 铝合金的氢致塑性损失325

1.铝合金氢脆的一般特征325

7·2 高强度铝合金的氢脆325

2.影响氢致塑性损失的因素332

7·2·2 铝合金的氢致滞后开裂336

1.氢致开裂的实验研究336

2.铝合金氢致开裂的机理339

7·3 钛合金的氢脆341

7·3·1 钛合金的氢致塑性损失341

1.钛中的氢341

2.α-Ti的氢致塑性损失343

3.(α+β)复相钛合金的氢致塑性损失344

4.β-Ti合金的氢致塑性损失347

1.钛合金氢致滞后断裂的特征及影响因素348

7·3·2 钛合金的氢致滞后断裂348

2.钛合金氢致断裂的机理352

文献354

第八章应力腐蚀和氢的作用357

8·1 应力腐蚀的机理357

8·1·1 应力腐蚀的一般概念357

1.应力腐蚀的特征357

2.压应力产生的应力腐蚀359

8·1·2 阳极溶解和氢致开裂361

1.应力腐蚀的可能机理361

2.滑移—溶解机理364

3.应力腐蚀的氢致开裂机理370

8·1·3 应力腐蚀机理研究方法374

1.电化学研究374

2.应力状态对应力腐蚀敏感性的研究377

3.激活能研究379

4.裂纹扩展跟踪研究380

8·2 高强度钢在水介质中的应力腐蚀382

8·2·1 高强度钢的应力腐蚀机理382

1.电化学论据382

2.裂纹形核和扩展的直接观察386

3.断口形貌研究388

1.强度级别对应力腐蚀的影响389

8·2·2 高强度钢水介质应力腐蚀的一般特征389

2.成分对应力腐蚀的影响390

3.显微结构对应力腐蚀的影响392

8·3 低碳钢在浓碱和硝盐中的应力腐蚀394

8·3·1 低碳钢的碱脆394

1.一般特征394

2.环境对低碳钢碱脆的影响396

3.成分和组织对碱脆的影响397

8·3·2 低碳钢在硝酸盐中的应力腐蚀398

1.一般特征398

2.环境对硝酸盐应力腐蚀的影响398

3.成分和组织对硝酸盐应力腐蚀的影响402

8·3·3 低碳钢在其他介质中的应力腐蚀404

1.碳酸盐溶液404

2.液态氨404

3.H2O-CO-CO2环境405

8·3·4 低碳钢应力腐蚀的机理405

1.氢致开裂机理405

2.特殊离子的吸附机理406

3.阳极溶解机理407

8·4 奥氏体不锈钢的应力腐蚀408

8·4·1 不锈钢应力腐蚀概述408

1.应力腐蚀体系409

2.门槛应力和门槛应力场强度因子411

1.环境对应力腐蚀的影响413

8·4·2 影响不锈钢应力腐蚀的因素418

2.合金成分对应力腐蚀的影响418

3.组织结构对应力腐蚀的影响421

8·4·3 不锈钢应力腐蚀机理423

1.氢致开裂机理423

2.滑移溶解机理427

8·5 铝合金的应力腐蚀430

8·5·1 铝合金应力腐蚀的特征430

1.概述430

2.应力腐蚀体系431

3.应力腐蚀的取向依赖关系435

8·5·2 影响铝合金应力腐蚀的因素437

1.环境因素对应力腐蚀的影响437

2.成分和显微结构对应力腐蚀的影响439

8·5·3 铝合金应力腐蚀的机理445

1.阳极溶解机理445

2.氢致开裂机理446

8·6 钛合金的应力腐蚀450

8·6·1 钛合金应力腐蚀的特征450

1.应力腐蚀体系450

2.力学因素对应力腐蚀的影响452

1.水介质454

8·8·2 环境对钛合金应力腐蚀的影响454

2.有机溶剂457

3.热盐和熔盐458

4.N2O4和发烟硝酸459

5.气体环境459

8·6·3 冶金因素对钛合金应力腐蚀的影响460

1.成分对应力腐蚀的影响460

2.组织结构对应力腐蚀的影响461

8·6·4 钛合金应力腐蚀机理463

1.阳极溶解机理463

2.氢致开裂机理465

文献467

第九章氢脆和滞后断裂研究方法472

9·1 力学参量测试472

9·1·1 塑性损失和门槛应力的测试472

1.氢致塑性损失参数的测试472

2.恒应变速率下的塑性损失472

3.门槛应力的测试474

9·1·2 门槛应力场强度因子(KIH域KISCC)的测试475

1.恒载荷试样475

2.恒位移试样481

3.重量裂纹试样487

4.取样和标记488

9·2 动力学参数测试489

9·2·1 滞后断裂时间的测试489

1.无裂纹拉伸试样489

2.自加载试样490

9·2·2 滞后裂纹扩展速率da/dt的测试492

1.裂纹长度的测量492

2.da/dt测试495

9·3 研究氢脆的近代物理方法497

9·3·1 穆斯堡尔谱及其在氢脆研究中的应用497

1.穆斯堡尔谱497

2.穆斯堡尔参数500

3.穆斯堡尔谱仪503

4.穆斯堡尔谱学在氢脆研究中的应用504

9·3·2 正电子湮没及其在氢脆研究中的应用506

1.正电子湮没506

2.寿命谱测量507

3.角关联和多普勒展宽510

4.各种缺陷的正电子湮没特征512

5.正电子湮没在氢脆研究中的应用513

文献516

附录Ⅰ 本书所用单位的换算518

附录Ⅱ 本书所涉及的结构钢的成分520