【摘 要】
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高强度海洋平台用钢常常服役在含氢的恶劣环境中,其中氢会使海洋平台用钢产生脆化。随着钢强度的提高,其氢脆敏感性愈发显著,因此高强钢面临着更高氢脆敏感性的威胁,氢脆失效问题成为了阻碍高强钢研发和应用的技术瓶颈。因此,本文以Ti/N比（质量百分比）为1.9、板厚为40mm的DH36钢板及其焊接热影响区（HAZ）为主要研究对象,探究氢的扩散行为、内耗和氢脆敏感性。主要研究内容及结果如下:（1）利用Fe-H
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高强度海洋平台用钢常常服役在含氢的恶劣环境中,其中氢会使海洋平台用钢产生脆化。随着钢强度的提高,其氢脆敏感性愈发显著,因此高强钢面临着更高氢脆敏感性的威胁,氢脆失效问题成为了阻碍高强钢研发和应用的技术瓶颈。因此,本文以Ti/N比（质量百分比）为1.9、板厚为40mm的DH36钢板及其焊接热影响区（HAZ）为主要研究对象,探究氢的扩散行为、内耗和氢脆敏感性。主要研究内容及结果如下:（1）利用Fe-HP-12型金属氢渗透性能测试仪,研究不同充氢电流密度下氢的扩散行为。结果表明:钢板心部不可逆氢陷阱密度较钢板表面高出了一个数量级,即心部位置约为3.41×1019cm-3、表面位置约为2.53×1018cm-3。两次氢渗透过程中,氢的有效扩散系数心部位置均小于表面位置。随着充氢电流密度的增大,心部和表面位置的氢扩散相关参数变化趋势不同。（2）采用电解充氢装置及MEP-1000多功能内耗仪,开展电化学充氢和内耗实验,探究了充氢时间和电流密度对内耗峰的影响。结果表明:随着充氢时间的增加,母材的内耗峰出现了明显变化。在充氢时间为24h和48h时均出现了H-Snoek峰（P1）,并且随着充氢时间的延长,P1峰的峰温与峰高均逐渐降低;当充氢时间在0-24h之间时,随着充氢时间的延长,C-Snoek峰（P2）的峰温逐渐降低,激活能由0.79e V降至0.74e V,峰高逐渐增大;SKK峰（P3）的峰温和激活能的变化不一。焊接热影响区在200K～240K温度区间产生了C-Snoek峰（P1）,随着充氢电流密度的增大,其激活能逐渐降低;铁素体中C-Snoek峰（P2）的激活能基本不变,在0.75e V左右;贝氏体中C-Snoek峰（P3）激活能逐渐增大至0.9e V左右;SKK峰（P4）的激活能逐渐降低,由1.6e V降至1.42e V。（3）通过电化学充氢和慢应变速率拉伸实验,探究充氢电流密度对氢脆敏感性的影响。结果表明:充氢前,焊接热影响区的韧性断裂特征较母材更明显,且其塑、韧性优于母材;在电流密度为50～150m A/cm~2的范围内充氢,随着充氢电流密度的增加,母材和焊接热影响区的断裂方式均由韧性断裂转为脆性断裂,抗拉强度和塑性指标均呈下降趋势,且焊接热影响区在充氢电流密度为50m A/cm~2时,抗拉强度和塑性指标达到最小值,氢脆敏感性最强,HEIψ为86.67%。
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