应〔18) Fe+HSFeS+H2 可以产生分子氢，通过吸附作用它能分解成原子氢进入试样。在水介质中，由于裂纹尖端水 介作用可产生离子氢(PH≈3.8)〔19)，它在微电池阴极获得电子就变为原子氢。酒精和 丙酮因含有少量水(0.3%)故也可通过水解作用产生氢。H,S水溶液本身是酸性的，氢离 子获得电子就得原子氢。 实验表明，在水解质应力腐蚀条件下（包括阳极极化和阴极极化），只能通过滞后塑性 变形机构产生氢致裂纹。这表明原子氢富集在裂纹尖端三向应力区並不会沉淀成分子氢，而 是通过某种机构促使滞后塑性变形的进行。在加载电解充氢时，由于单位时间进入的氢浓度 很高，因而除了原子氢扩散到裂纹尖端以滞后塑性变形机构使裂纹形核和扩展外，在其它部 位有可能富巢足够的氢，当它们变为分子氢时就能以氢压机构产生微裂纹。如不加载充氢， 则只能以氢压机构产生微裂纹，如先充氢再加载，则只能按滞后塑性变形机构产生裂纹。在 H2S中除了氢纹滞后塑性变形机构外，也可能以氢压机构形成裂纹。 氢进入裂纹尖端为何能导致滞后塑性变形，这是一个有待进一步解决的问题。 虽然用光滑拉伸试样研究氢对屈服强度的影响已做了很多工作，结果是有争议的，有些 实验表明氢使屈服强度下降〔6、20〕，但更多的工作认为氢对屈服强度没有影响〔21、22)。我 们最近的工作表明〔23)，在存在三向应力梯度条件下（例如裂纹尖端附近）由于应力诱导扩 散局部地区氢浓度能大大提高从而可使局部地区有效屈服应力明显下降，而且有效屈服应力 的下降量明显依赖材料强度及初始氢含量。 根据氢使裂纹尖端局部地区临界分切应力下降的理论就可完满的解释我们的实验结果。 可以认为，当裂纹尖端集中了的切应力等于被降低了的临界分应力τ◆（它和材料强度以及 进入试样的氢浓度有关，也可能和微结构有关)之后就能产生滞后塑性变形，从而导致裂纹 形核和扩展。计第表明裂纹试样沿滞后塑性变形方向（对超高强钢，它和主裂纹成日士45°， 对强度较低的钢9≈70°)的切应力为 t=DKI 当它等于Tc时，相应的K1scc（或K1H),故 1 Ksoo=Dt。 由表3和图14可知，材料的K1scc,即t。除了和强度有关外，也和致氢环境有关，例如充 氢后加载的K!H比加载下充氢的K1H要高，其原因可能和裂纹尖端有效氢浓度有关，充氢后 加载，随滞后塑性变形的进行，氢不断的被位错捕获从而使有效氢浓度很快下降，塑性区扩 展速度也很快下降，最后终于使有效氢浓度小于临界值而使滞后塑性变形停止，故K1“较 高。加载下电解充氢由于能保证裂纹尖端有效氢浓度一直处于饱和，从向K!“有最低值。 由图14知，水介质应力腐蚀时，其K:3c©远比加载充氢的K1H要高，这表明水介质应力 腐蚀时进入裂纹尖端的有效氢量没有饱和。且强度愈低，裂纹前端有效氢浓度也愈低。阴极 极化由于能在试样上放氢，使裂纹前端有效氢浓度曾加，从而KIsco下降，da/dt升高。阳 极极化时外加电场将会影响裂纹尖端封闭电池内的放氢过程，故裂纹尖端有效氢逐下降。 K1scc也升高。在0.1NK,CrzO,溶液中可以通过下述反应〔23)而捕获氢离子，这也会降低 K2Cr202K++Cr20= 99应 〔18 〕 F e + H : S 上写 F e S + H Z 可 以产 生 分 子 氢 , 通 过 吸 附作 用它能分解成原子 氢进 入试样 。 在 水介质 中 , 由于裂 纹尖端水 介作用可 产 生 离子 氢 ( P H “ 3 . 8 ) 〔1的 , 它在微 电池阴 极获得电子 就变为原子 氢 。 酒 精和 丙酮 因 含有少 量 水 ( 0 . 3 % ) 故也可通过 水解作用产生氢 。 H : S 水溶液 本身是 酸性的 , 氢离 子获得 电子就 得原子 氢 。 实验 表 明 , 在 水解质应力腐蚀 条件下 ( 包 括 阳极极化 和阴 极极化 ) , 只 能通 过滞后 塑性 变形机 构产生 氢致裂 纹 。 这表 明原子 氢富 集在裂纹尖端三 向应力区业 不会沉淀成分 子 氢 , 而 是 通过某 种机 构促 使滞 后塑 性变形 的进 行 。 在 加载 电解充氢时 , 由于 单位时 间进 入 的氢浓度 很高 , 因而除 了原子氢扩 散 到裂 纹尖 端 以 滞后塑 性变形机构使裂纹形核 和扩展 外 , 在其它部 位 有可 能富集足 够的氢 , 当它们 变为分子 氢时 就能 以 氢压机 构产生微 裂纹 。 如不加载充氢 , 则 只 能以 氢压 机构产 生微 裂 纹 , 如 先充氢再加载 , 则只 能按滞后 塑性 变 形机构产 生裂纹 。 在 H : S 中除了 氢纹滞 后 塑性变 形机构外 , 也可能 以 氢压机构形成 裂 纹 。 氢进 入裂 纹 尖端 为何能 导致 滞后 塑性 变形 , 这 是一 个有待进 一步 解决的 问题 。 虽然 用光 滑 拉伸试 样研 究氢对屈 服强 度的影响 已做了很 多工作 , 结果 是有争议 的 , 有些 实 验表 明氢使 屈 服 强度 下 降〔6 、 20 〕 , 但 更 多的工 作认为氢对屈 服 强度没 有影响 ( 2 1 、 2 2 〕 。 我 们 最 近 的工 作表 明 〔23 〕 , 在 存在 三 向应 力梯度条 件下 (例 如 裂 纹 尖端 附近 ) 由于应 力诱 导扩 散局 部地 区氢 浓度 能 大大提高从而可 使局 部地 区有效 屈服应 力明显下降 , 而且有效屈 服应 力 的下降量 明显依 赖材料强 度及初 始氢含量 。 根 据 氢使 裂 纹尖端局 部地 区临界 分切 应 力下降的理论就 可 完满的解释我们的实验结果 。 可 以认为 , 当裂 纹尖 端集 中了的切应 力等于被降低 了 的临界分应 力 : 。 . ( 它和 材料 强度以 及 进 入试 样 的氢 浓 度 有关 , 也 可 能和微 结 构有关 ) 之后 就 能产 生滞 后 塑性变形 , 从 而导 致裂 纹 形 核 和扩 展 。 计算表 明裂 纹试 样沿 滞后 塑性变形方 向 ( 对超 高强 钢 , 它 和 主裂纹成 e 土 4 5 。 , 对强度较低 的 钢0 、 7 0 。 ) 的切应 力为 T = D K : 当它等于 丫 。 却寸 , 相 应的 K : : 。 。 ( 或 K : H ) , 故 、 一 卫一 , , 几 ` ’ 5 C o 一 D “ C 由表 3 和 图 14 可 知 , 材料 的 K , : 。 。 , 即 丫 .o 除 了和 强度有关外 , 也和致 氢环境有关 , 例如充 氢后加 载的 K : H比 加 载 下充氢的 K : , 要 高 , 其原 因可能和 裂纹 尖 端 有效氢浓 度有关 , 充氮后 加 载 , 随 滞后 塑 性变 形的进行 , 氢不断 的被位错捕 获从 而使 有效 氢浓度很 快下降 , 塑 性区扩 展 速度 也很 快下 降 , 最 后终于 使有效 氢浓度小于临界 值 而 使滞后 塑 性变形 停止 , 故 K : H 较 高 。 加载下 电解 充氢 由于 能保证裂 纹尖端 有效氢浓 度 一直 处于饱 和 , 从向 K : , 有最低值 。 由图 14 知 , 水介质 应力腐蚀时 , 其 K . : 。 。远比 加 载充氢的 K , H要 高 , 这表明 水介质应 力 腐 蚀时进 入 裂纹 尖端 的有效氢量没 有饱 和 。 且强 度愈低 , 裂纹前端有效氢浓度也愈低 。 阴 极 极化由 于能在试 样 上放氢 , 使裂纹 前端 有效氢浓度曾加 , 从而 K : : 。 。下降 , d a / d t 升 高 。 阳 极极化时 外加 电场将会 影响裂 纹尖端封闭 电池 内的放 氢过 程 , 故裂 纹尖端 有效 氢 量下降 。 K : s 。 。 也 升 高 。 在 0 . I N K : C r : O , 溶 液 中可 以通 过 下述 反应 〔2 3〕而捕获氢离子 , 这也 会降低 K : C r : 0 7不二 Z K 十 + C r : O , =