.1496 工程科学学报.第42卷，第11期 700 700 (a) (b) 600-c) 600 600 500 500 400 % 400 300 300 200 200 100 一350℃.LBE 400℃.LBE 100 一450℃，LBE —350℃，Ar 100 400℃，Ar 450℃，Ar 0 0 2468101214161820 5 10 15 20 0 5 1015 20 25 Strain/ Strain/% Strain/ 图1311Cr-1Si钢不同温度慢应变速率拉伸曲线.(a)350℃：(b)400℃：(c)450℃ Fig.l3 Slow strain rate tensile curves of 1ICr-1Si steel at different temperatures:(a)350℃；(b)400℃；(c)4s0℃ (a) (c) (d) 图1411Cr-1Si不锈钢350℃铅铋环境拉伸样品断口照片 Fig.14 Fracture surface of 11Cr-1Si specimen tested at 350 C in LBE 环境和氩气环境的拉伸曲线在达到抗拉强度之前 另一个角度说明只有样品表面与液态铅铋直接 基本保持重合，脆化现象发生在样品发生缩颈之 接触的区域临界解理应力会降低，从而导致脆性 后.一般来讲，样品表面在出现缩颈之前不会产生 断裂的发生：样品中部液态铅秘难以渗入的部位 明显的裂纹.这表明在样品表面产生明显的裂纹 仍然保持原有的韧塑性特征.此外，由于样品表 之前，液态铅铋与样品的接触并不会显著影响材 面没有经过抛光，在解理断裂面的边缘能够看到 料的强度和塑性p4根据“Rehbinder效应”，液态 部分表面缺陷导致的应力集中区域，从解理面内 金属能够降低材料表面原子间结合键能；当材料 部纹路的走向来看，这些应力集中区域推测为表 表面出现裂纹之后，LBE向裂纹内部渗透进而与 面裂纹萌生和扩展的起始点2.这表明改善材料 材料基体产生直接接触，降低了材料本身的临界解 表面状态，缓解表面应力集中，有可能缓解材料 理应力，从而使得缩颈过程开始不久后应力集中 在液态金属中的脆化程度，具体情况有待后续深 即超过了临界解理应力，导致脆性断裂发生6，) 入研究. 图14是在350℃下LBE环境测试样品的断 图15是在450℃下铅铋环境测试样品的断口 口扫描电镜照片，可以看到断口的中部区域由韧 扫描电镜照片，可以看到断口周边区域和中间区 窝和撕裂棱组成，表现出韧性断裂特征；断口周 域均由韧窝和撕裂棱组成，样品整体表现出韧性 围区域出现多处由台阶和河流状花纹组成的解 断裂特征.表明在450℃下，11Cr-1Si不锈钢的液 理断裂面，为典型的脆性断裂特征.断口形貌从 态金属致脆现象消失，与拉伸曲线表现吻合环境和氩气环境的拉伸曲线在达到抗拉强度之前 基本保持重合，脆化现象发生在样品发生缩颈之 后. 一般来讲，样品表面在出现缩颈之前不会产生 明显的裂纹. 这表明在样品表面产生明显的裂纹 之前，液态铅铋与样品的接触并不会显著影响材 料的强度和塑性[24] . 根据“Rehbinder 效应”，液态 金属能够降低材料表面原子间结合键能；当材料 表面出现裂纹之后，LBE 向裂纹内部渗透进而与 材料基体产生直接接触，降低了材料本身的临界解 理应力，从而使得缩颈过程开始不久后应力集中 即超过了临界解理应力，导致脆性断裂发生[16, 25] . 图 14 是在 350 ℃ 下 LBE 环境测试样品的断 口扫描电镜照片，可以看到断口的中部区域由韧 窝和撕裂棱组成，表现出韧性断裂特征；断口周 围区域出现多处由台阶和河流状花纹组成的解 理断裂面，为典型的脆性断裂特征. 断口形貌从 另一个角度说明只有样品表面与液态铅铋直接 接触的区域临界解理应力会降低，从而导致脆性 断裂的发生；样品中部液态铅铋难以渗入的部位 仍然保持原有的韧塑性特征. 此外，由于样品表 面没有经过抛光，在解理断裂面的边缘能够看到 部分表面缺陷导致的应力集中区域，从解理面内 部纹路的走向来看，这些应力集中区域推测为表 面裂纹萌生和扩展的起始点[26] . 这表明改善材料 表面状态，缓解表面应力集中，有可能缓解材料 在液态金属中的脆化程度，具体情况有待后续深 入研究. 图 15 是在 450 ℃ 下铅铋环境测试样品的断口 扫描电镜照片，可以看到断口周边区域和中间区 域均由韧窝和撕裂棱组成，样品整体表现出韧性 断裂特征. 表明在 450 ℃ 下，11Cr−1Si 不锈钢的液 态金属致脆现象消失，与拉伸曲线表现吻合. 400 500 300 200 100 0 700 600 (a) 0 42 6 14 8 12 Strain/% 10 16 20 18 Stress/MPa 350 ℃, LBE 350 ℃, Ar 400 500 300 200 100 0 700 600 (b) 0 5 15 Strain/% 10 20 Stress/MPa 400 ℃, LBE 400 ℃, Ar 400 500 300 200 100 0 600 (c) 0 20 5 15 Strain/% 10 25 Stress/MPa 450 ℃, LBE 450 ℃, Ar 图 13    11Cr−1Si 钢不同温度慢应变速率拉伸曲线. （a）350 ℃；（b）400 ℃；（c）450 ℃ Fig.13    Slow strain rate tensile curves of 11Cr−1Si steel at different temperatures: (a) 350 ℃; (b) 400 ℃; (c) 450 ℃ (a) (b) (c) (d) 图 14    11Cr−1Si 不锈钢 350 ℃ 铅铋环境拉伸样品断口照片 Fig.14    Fracture surface of 11Cr−1Si specimen tested at 350 ℃ in LBE · 1496 · 工程科学学报，第 42 卷，第 11 期