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1Cr5Mo合金管氫脆機理介紹
2014-03-17 16:00:17 來源:1Cr5Mo合金管1Cr5Mo合金管氫脆的機理學術界還有爭議,但大多數(shù)學者認為以下幾種效應是氫脆發(fā)生的主要原因:
在1Cr5Mo合金管凝固的過程中,溶入其中的氫沒能及時釋放出來,向1Cr5Mo合金管中缺陷附近擴散,到室溫時原子氫在缺陷處結合成分子氫并不斷聚集,從而產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力,使金屬發(fā)生裂紋.
在石油工業(yè)的加氫裂解爐里,工作溫度為300-500度,氫氣壓力高達幾十個到上百個大氣壓力,這時氫可滲入1Cr5Mo合金管中與碳發(fā)生化學反應生成甲烷. 甲烷氣泡可在鋼中夾雜物或晶界等場所成核,長大,并產(chǎn)生高壓導致1Cr5Mo合金管損傷.
在應力作用下,固溶在1Cr5Mo合金管中的氫也可能引起氫脆.1Cr5Mo合金管中的原子是按一定的規(guī)則周期性地排列起來的,稱為晶格.氫原子一般處于金屬原子之間的空隙中,晶格中發(fā)生原子錯排的局部地方稱為位錯,氫原子易于聚集在位錯附近.金屬材料所外力作用時,材料內(nèi)部的應力分布是不均勻的,在材料外形迅速過渡區(qū)域或在材料內(nèi)部缺陷和微裂紋處會發(fā)生應力集中.在應力梯度作用下氫原子在晶格內(nèi)擴散或跟隨位錯運動向應力集中區(qū)域.由于氫和1Cr5Mo合金管原子之間的交互作用使金屬原子間的結合力變?nèi),這樣在高氫區(qū)會萌生出裂紋并擴展,導致了脆斷. 另外,由于氫在應力集中區(qū)富集促進了該區(qū)域塑性變形,從而產(chǎn)生裂紋并擴展. 還有,在晶體中存在著很多的微裂紋,氫向裂紋聚集時有吸附在裂紋表面,使表面能降低,因此裂紋容易擴展.
某些1Cr5Mo合金管與氫有較大的親和力,過飽和氫與這種1Cr5Mo合金管原子易結合生成氫化物,或在外力作用下應力集中區(qū)聚集的高濃度的氫與該種金屬原子結合生成氫化物.氫化物是一種脆性相組織,在外力作用下往往成為斷裂源,從而導致脆性斷裂.
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