沈卓身等：氢致奥氏体不锈钢晶格畸变 67· (1)一般来说，晶格收缩只在气体原子置换金属原子时才有可能们。可以设想，氢在金 属中达到相当浓度后，有可能几个氢原子形成的气团取代了金属原子，占据结点位置，成 为代位固溶体。由于气团半径比金属原子半径小，造成晶格收缩，但能够被气团占据的结 点位置有限，随这些位置占满，氢浓度不断增加，仍以间隙固溶体为主，晶格继续膨胀。预 充氢后经不同时问时效，氢不断自间隙位置逸出，表现出晶格收缩；但在某个浓度情况下， 气团开始分解离开结点位置，这些位置重新被金属原子占据，晶格显示出膨胀。 (2)晶格开始收缩的时间与氢致相变以及氢致表面裂纹开始的时间相近（有关研究将 另文介绍)。可以认为，此时有相当一部分氢离开了晶格间隙位置，向能量更适合的新出现 的相界或新生的表面聚积，使原膨胀的奥氏体晶格略有收缩；随着这些不可逆陷阱中氢逐 渐达到饱合，进入晶格间隙位置的氢量又逐渐增多，晶格继续膨胀。在时效过程中，由于 氢逸出而晶格收缩，但心马氏体数量逐渐增多，而氢在中溶解度低，扩散快：相变过程 使得周围奥氏体晶格中氢量增加，造成奥氏体晶格稍有膨胀。随氢不断逸出，晶格继续收 缩。 上述解释只是粗略的，不排除还有其它的可能性，还需要进一步研究证实。 4结论 (1)304L和316L奥氏体不锈钢电解充氢过程中，奥氏体晶格发生膨胀，但在某一时 间间隔晶格反而收缩。 (2)304L和316L奥氏体不锈钢充氢后时效过程中，奥氏体晶格发生收缩，但在某一 时间间隔晶格反而膨胀。 参考文献 1 Holzworth M L.et al.Corrosion.1968,24 (4):112 2 Rozenak P.et al.J Mater Sci,1984.19 (12):3873 3 Shimizu K.Phase Transformation in Ferrous Alloys,1983 4 Rozenak P,et al.Mater Sci Eng,1984,67 (1) 5 Rozenak P.et al.J Mater Sci,1984,19 (2):567 6 Marita N,et al.Metall Trans A,1982,13A (8):1355 7高佩钰.金属学报，1979,15(3)：323 8 Fast J D.Gases in Metal.Macmillan Press,1976沈卓身等 : 氢致奥 氏体不锈钢晶格畸变 ( 1) 一般来说 , 晶格收 缩 只在气 体原 子置换 金属 原子 时才有可 能川 。 可以 设 想 , 氢在金 属 中达到相 当 浓度 后 , 有 可能几个 氢原 子形成的气团取 代了金属 原子 , 占据结 点位置 , 成 为代位 固溶 体 。 由于气 团半径 比金 属原 子半径 小 , 造成 晶格 收缩 , 但 能够 被气 团占据 的结 点位 置有 限 , 随这些 位 置 占满 , 氢 浓度 不断增 加 , 仍 以 间隙 固溶体 为主 , 晶格继 续膨胀 。 预 充氢 后经 不 同时 间时效 , 氢 不断 自间隙位置 逸 出 , 表 现 出晶格 收缩 ; 但在 某个浓 度情况 下 , 气 团开始分解 离开结 点位 置 , 这些 位置 重新被 金 属原子 占据 , 晶格显 示 出膨胀 。 ( 2) 晶格 开始 收缩 的时 间与氢致 相 变以 及氢致 表 面裂纹 开 始的 时间 相近 ( 有关研 究将 另文 介绍 ) 。 可以 认 为 , 此 时有相 当一 部分 氢离 开 了晶格 间 隙位置 , 向能 量更适 合的新 出现 的相 界或新 生 的表面 聚积 , 使 原膨胀 的奥 氏体晶 格略 有收缩 ; 随着这些 不可逆 陷阱中氢逐 渐达 到饱 合 , 进入 晶 格间 隙位置 的 氢量 又 逐渐 增 多 , 晶格继 续 膨胀 。 在 时效过 程 中 , 由于 氢逸 出而 晶格 收缩 , 但 己 马 氏体 数量 逐 渐增 多 , 而氢 在 al 中溶 解度 低 , 扩散快 ; 相变过 程 使得 周 围奥 氏体晶格 中氢量 增加 , 造 成 奥 氏体晶 格稍 有膨胀 。 随氢 不断逸 出 , 晶格 继续收 缩 。 上述解释 只是粗略 的 , 不排 除还 有其 它 的可 能性 , 还需 要进 一步 研 究证 实 。 4 结 论 ( 1) 3 0 4 L 和 3 1 6 L 奥 氏体 不锈 钢 电解 充氢 过程 中 , 间 间隔 晶格 反而 收缩 。 ( 2) 30 4L 和 3 1 6 L 奥 氏体 不锈钢 充氢后 时效 过程 中 时 间间 隔晶格 反 而膨 胀 。 奥 氏体 晶格 发 生膨胀 , 但在某一时 奥 氏体 晶格发 生收缩 , 但在 某一 参 考 文 献 H o l z w o r t h M L , e t a l . C o r r o s l o n , 1 9 6 8 , 2 4 ( 4 ) : ] 1 2 R o z e n a k P , e t a l . J M a t e r S e i , 1 9 8 4 1 9 ( 1 2 ) : 3 8 7 3 S h im i z u K . P h a s e T r a n s f o r m a r i o n i n F e r r o u s A ll o y s , ] 9 8 3 R o z e n a k p , e t a l · M a t e r S e i E n g , 1 9 8 4 , 6 7 ( z ) R o z e n a k p , e t a l . J M a t e r S e i , 1 9 8 4 , 1 9 ( 2 ) : 5 6 7 M a r i t a N , e t a l · M e t a l l T r a n s A , 1 9 8 2 , 1 3 A ( 8 ) : 13 5 5 高佩钮 . 金属 学报 , 19 7 9 , 1 5 ( 3 ) : 3 2 3 F a s r J D . G a s e s i n M e t a l . M a e m ill a n P r e s s , 1 9 7 6