0:10.13374/5.issn001-053x.1982.02.032 北京铜铁学院学报 1982年第2期 铝合金的应力腐蚀和氢致裂纹研究 金属物理教研室王燕城槽赋扬肖纪美 摘 要 用抛光的恒位移试样在加载条件下跟踪观察了高强度铝合金在充氢条件下氢致 裂纹的产生和扩展过程，结果表明，裂纹前端的塑性区随时间而逐渐增大，当它发展 到临界条件时就导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。在高纯水及3.5%NaC1水溶中应 力腐蚀裂纹的产生和扩展也是以氢致滞后塑性变形为先导的。研究了试验温度对K 1cc,da/dt和稳定放氢总量的影响。结果表明，随试验温度升高，K:ce急剧下 降，da/dt升高。这和试样在PH≤3.5的HC1溶液中浸泡充氢后的放氢总量随温 度升高相一致。也研究了不同极化电压对da/dt以及放氢总量的影响，结果表明阴 极极化和阳极极化均使da/dt升高，但阳极极化更为明显，这和极化对放氢量的影 响相一致。纯水中加NaC1将使室温K1scc明显下降，但对高温时的K!c影响不 大，这和NaCI能使室温充氢后的放氢盘明显增加，但对高温充氢后的放氢景影响 很小相一致 一、前言 一般认为高强度铝合金应力腐蚀的机构是阳极溶解过程〔1.2)但最近则有人认为铝合金 的应力腐蚀裂纹本质上是氢致裂纹(3)（氢脆），这个重要分歧，目前并未解决。 我们利用抛光的W。1恒位移试样，在加载条件下跟踪观察了低合金钢在水介质中应力 腐蚀裂纹的产生和扩展过程〔4)，并和各种致氢环境下〔5)(H,和H,S气体，电解充氢)氢 致裂纹的产生和扩展进行了对比。结果表明，低合金钢在水介质和H:S水溶液中应力腐蚀 的本质是一种氢致裂纹过程〔6.7)阳极极化，阴极极化或加蚀缓剂(K,C,O,)均不影响这 个结论〔7)。我们的实验表明，当钢的强度和K:均大于临界值后，在任何一种致氢环境中裂 纹前端的塑性区及其变形量均随时间而增大，即产生了氢致滞后塑性变形，当这种滞后塑性 变形达到临界状态时就会产生氢致滞后裂纹或应力腐蚀裂纹〔5-7)。 对高强度铝合金来说，由于在高压氢气中并不产生氢致裂纹，也不显示“氢脆”，因 此，铝合金是否能产生氢致裂纹仍有争议，但最近的工作表明，在混有离子态的氢气中能产 生裂纹(8)。在中性水溶液中和PH=1的HC1水溶液中充氢后，存在明显的可逆“氢脆” 〔9一10)，看来，在一定条件下高强度铝合金能产生氢致裂纹（氢脆），这是肯定的，但 其机理是什么呢？是否也是通过氢致滞后塑性变形机构产生的？高强度铝合金在水介质中应 力腐蚀的机理是什么？它是否也是氢致滞后裂纹的一种表现形式？这些就是本文所需要研究 的问题。 98北 京 栩 铁 学 眺 一 报 年第 期 铝合金的应力腐蚀和氢致裂纹研究 金 属物理教研 室 王 燕斌 褚武拓 肖纪典 摘 要 用 抛 光的恒位 移试样在加载条件下跟踪观 察了高强度铝合金在充氢条件下氢致 裂 纹的产生和 扩展过程 ， 结果表 明 ， 裂 纹前端 的塑性 区随时间而逐 渐增大 ， 当它发展 到临界条件时就 导致氢致滞后 裂 纹的产生和扩展 。 在高纯水及 水溶中应 力腐蚀 裂 纹的产生和扩展也是 以 氢致滞后塑性变形为先导 的 。 研究了试验温度对 ， 。 。 ， 和 稳定放氢总 的影响 。 结果 表 明 ， 随试验温度升高 ， ， 。 。 急剧 下 降 ， 升高 。 这和 试样在 《 的 溶液中浸泡 充氢后 的放氢 总量 随温 度升高相一致 。 也研究 了不 同极化 电压对 以 及放氢 总量 的影响 ， 结果 表明阴 极极 化和 阳极极化均使 。 升高 ， 但 阳极极化 更为明显 ， 这和 极化对放氢量 的影 响相一 致 。 纯水 中加 将使 室温 。 。 明显下 降 ， 但对高温 时 的 ， 。 。 影响不 大 ， 这和 能使室温充氢后 的放氢鱼明显 增加 ， 但对高温充氢后 的 放氢量 影 响 很小相一致 育介 ， 苦 、 户 一般认为高强度铝合金应 力腐蚀的机构是 阳极溶解过程 〔 幻 但最 近则有 人认为铝合金 的应 力腐蚀 裂 纹本质 上是 氢致裂 纹 〔 〕 氢脆 ， 这个重要 分歧 ， 目前并未解决 。 我们利用 抛光的 恒位 移试样 ， 在加载条件下跟踪观察 了 低 合金钢在 水介质 中应力 腐蚀裂 纹的产生和 扩展过 程 〕 ， 并和 各种 致氢环境下 和 气体 ， 电解充氢 氢 致 裂纹的产生和 扩展进行 了对 比 。 结果表 明 ， 低 合金钢 在水介质和 水溶液 中应力腐蚀 的本质是一种氢致 裂纹过程 阳极极化 ， 阴极极化或加蚀缓剂 均不 影响这 个结论 〔 〕 。 我们 的实验表 明 ， 当钢 的强度和 均大于 临界值后 ， 在任 何一种 致氢环境中裂 纹前端的塑性 区及其变形量 均随时间而增大 ， 即产生 了氢致滞后塑性变形 ， 当这种滞后塑性 变形达 到临界状态时就 会产生氢致滞后 裂 纹或应 力腐蚀裂 纹 〔 一 〕 。 对高强度铝合金来说 ， 由于 在高压 氢气 中并不 产生氢致裂纹 ， 也不显示 “ 氢脆” ， 因 此 ， 铝合金是 否能产生氢致裂纹仍有争议 ， 但最近 的工 作表 明 ， 在混有离子态 的氢气中能产 生 裂 纹 〔 〕 。 在 中性 水溶液 中和 的 水溶液 中充氢后 ， 存在 明显 的可逆 “ 氢脆” 〔 一 ， 看来 ， 在一定 条件 下高强 度铝合金 能产 生氢 致 裂 纹 氢脆 ， 这是肯定的 ， 但 其机 理是 什么 呢 是 否也是 通过 氢致滞后 塑性变形机构产生的 高强度铝合金在水介质 中应 力腐蚀 的机 邢是什 么 它是 否也是 氢致 滞后裂 纹 的一种 表现形 式 这些就是 本 文所需要研 究 的问题 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1982．02．032