H,S气体中，因为已用“AC”溶液把裂纹密封，故有少量水也不能进入裂纹从而可排除 水的影响。 电解充氢时应用了三种电解液，5%H:S04,5%H.S0.+0.1me/1CS,,S%H.S0。+ 200mg/1AszO3,电流密度均为0.2A/厘米2，实验表明后两种溶液的效果是一样的。用金 相试样在充氢过程中研究了无载荷件件下氢致裂纹的产生和扩展过程。也用W。L型试样在 加载件件下充氢或先充氢脱水后再加载，跟踪观察氢致裂纹的产生和扩展。 三、试验结·果 1,氢致裂纹产生和扩展的跟踪观案 (1)不加载电解充氢 用金相试样在电解充氢过程中对氢致裂纹形成和扩展过程进行了跟踪观察。如超高强度 10 CrMnSiNi2A钢(1号，0。=180公斤/毫米2)，在含CS.电解溶液中充氢1分就出现了微 裂纹（图1-1）2分后微裂纹从A位置长大到B位置（图1-2），3分后继续长大到了C位置（图 3-3)。继续充氢该裂纹不再长大而不断地在其他部位形成新裂纹并长大。这种氢致裂纹的 形成过程并不伴随有宏观塑性变形，在抛光的试样表面上没有任何滑移线的痕迹（见图】）。 对其他试样（如30 CrMnSiNi2A钢，8号、13号，40 CrNiMo A钢21号、22号）的观察也 证实了这一点，如图2。它是40 CrNiMo A钢(21号，o。=185公斤/毫米)氢致裂纹的扩 展照片（本文附图除图14、15外，均见图版）。 这种氢致裂纹的长大往往是几个微裂纹的连接过程，或是原裂纹不断伸长的过程（裂纹 宽度方向变化极小)。应当指出，至少在超高强钢中，这种微裂纹和宏观夹杂物基本无关。 长条状MS夹杂在酸溶液中充氢时先溶解成空洞，但氢致裂纹并不优先在这些空洞上形 成，如图3。在夹杂下方产生了裂纹，顶端在A处（图3-1），随充氢时间增加，微裂纹变 长，顶端由A长到了B,但夹杂空洞不变（图3-2），继续充氢，在周围a、b等处又产生了许 多小裂纹。但夹杂空洞仍不改变（图3-2）。对其他MS夹杂的跟踪也有类似的情况，至于 硅酸盐，TiN等夹杂也不构成氢致裂纹源。 这类裂纹都是穿晶的（图4），其特征和形成规律跟钢种及强度级别关系不大。充氢条 件则能改变形成微裂纹所需的时间和数量。不加毒化剂(CS:,As,O,)则充氢时间要更 长才能形成微裂纹。 (2)充氢后预制裂纹再加载 用B=20毫米的WoL型恒位移试样充氢后抛光，把缺口内的水吸干，预制疲劳裂纹， 放置17小时后再加载。 图5是强度较低的钢(40 CrNiMo A,22号，o,=143公斤/毫米2)试样氢致裂纹产生 和发展的跟踪照片。在不含毒化剂电解质中充氢2.5小时，加载后裂纹前端存在一个塑性变 形区（图5-1），但随时间延长，裂纹前端塑性区以及变形量逐渐增大（图5-2），即产生了 氢致滞后塑性变形，当滞后塑性变形达到临界状态时裂纹沿滞后塑性区边界向前扩展（图 5-2),在暗场中塑性区显示出亮的波纹线，而裂纹则呈褐色细线，图上用B标出了裂纹前 端，图5-3、5-4、5-5表明，随着氢致滞后塑性变形的进行，裂纹连续地沿滞后塑性区边界 向前扩展。分别到了C、D、E位置。往往在扩展裂纹前端出现小的次生塑性区。 93H : S 气体中 , 因为 已用 “ A C ” 溶液把裂 纹 密封 , 故有少 量水也不能 进入 裂纹 从而可排除 水 的影 响 。 电解充 氢时应 用 了三种 电解液 , 5% H : 5 0 ` , 5 % H : 5 0 . + o . l m e / I C S : , S % H : 5 0 ` + 2 0 m g I/ A s : O : , 电流 密度均为 0 . 2 A /厘米 “ , 实验 表 明后 两种 溶 液 的效果 是 一样的 。 用 金 相试样在充 氢过 程 中研究 了无 载荷件件下 氢致 裂 纹的产生和扩展过 程 。 也 用 W o L 型试 样在 加载件件 下充氢或先充氢脱水后再加载 , 跟踪观察氢致 裂纹的产生和扩展 。 三 、 试 验 结 ’ 果 1 . 氢致砚故 产 生和 扩展的限踉 观察 ( 1) 不加载电解充氢 用金 相试 样在 电解充氢过 程 中对氢致 裂纹 形成和扩展过 程 进 行 了跟踪 观察 。 如超 高强度 1 0 C r M n s i N i : A 钢 ( 1 号 , a 。 = 1 5 0公斤 /毫米 “ ) , 在 含C S : 电解溶液 中充氢 一分 就 出现 T 微 裂 纹 ( 图 l 一 1) 2 分后 微裂 纹从 A 位置 长 大到 B位置 ( 图 l 一 2) , 3分后继续长 大到 了 C 位置 ( 图 3 一 3) 。 继续 充氢该 裂纹 不再长 大而 不 断地 在 其他 部位 形成新裂 纹 并长大 。 这种 氢致裂纹 的 形 成过 程并不伴 随有宏观塑 性变形 , 在抛 光 的试 样表 面上 没有任何滑移线 的痕迹 ( 见图 1 ) 。 对其 他试 样 ( 如 3 o C r M n s i N i : A 钢 , 8 号 、 13号 , 4 o C r N I M o A 钢 2 1号 、 2 2号 ) 的观察也 证实 T 这 一点 , 如 图 2 。 它 是 4o C r N I M o A 钢 ( 2 1号 , a 。 = 15 5公斤 /毫米 : ) 氢致裂纹 的扩 展照片 ( 本文 附 图除 图 14 、 巧外 , 均 见 图版 ) 。 这种氢致 裂纹 的 长大往 往 是 几个微裂 纹 的连接过 程 , 或是原裂 纹 不断伸 长的过 程 ( 裂 纹 宽度方向变 化极 小 ) 。 应 当指 出 , 至少 在 超 高强钢 中 , 这 种微裂纹 和宏观 夹杂物基 本无 关 。 长 条状 M n S 夹 杂 在 酸溶 液 中 充氢时先溶 解成空 洞 , 但 氢致裂 纹并不 优先在这 些 空 洞上形 成 , 如 图 3 。 在 夹 杂下 方产生 了裂 纹 , 顶 端在 A 处 ( 图3一 1) , 随 充氢时 间增 加 , 微裂 纹变 长 , 顶端 由 A 长到 了 B , 但 夹 杂 空洞不 变 ( 图 3一 2) , 继续 充氢 , 在 周 围 a 、 b 等处又 产生 了许 多小裂纹 。 但 夹杂 空 洞仍不 改变 ( 图 3一 2) 。 对其他 M n s 夹 杂的跟踪也 有类 似 的情 况 , 至 于 硅酸盐 , T I N 等夹 杂也 不构成 氢致 裂 纹源 。 这 类裂纹 都 是穿晶 的 ( 图 4 ) , 其特征和 形成 规律跟钢种及 强 度级 别 关系不大 。 充氢条 件则能改 变形成 微裂 纹 所需的时 间和数量 。 不加毒 化剂 ( C S : , A s : O : ) 则充氢时 间要 更 长才能 形成 微裂 纹 。 ( 2) 充 氢后 预 制裂 纹再加 载 用 B 二 20 毫 米的 W o L 型恒 位移 试 样充氢后抛 光 , 把缺 口 内的水 吸干 , 预 制疲 劳裂 纹 , 放置 1 7小时后 再加 载 。 图 5 是 强度较低 的钢 ( 40 C r N I M o A , 2 号 , a 。 = 1 43 公 斤 /毫米 : ) 试 样氢致 裂 纹产生 和 发展 的跟踪 照片 。 在不 含毒化剂 电解质中充氢2 . 5小时 , 加 载后裂 纹 前端存在一个塑性变 形区 ( 图 5一 1) , 但 随 时间 延 长 , 裂纹 前端塑 性区 以 及变形量逐渐 增 大 ( 图5一 2) , 即产 生 了 氢致滞后塑 性变形 , 当滞后 塑性变形达 到 临界 状态 时裂 纹沿 滞后塑性 区边 界向 前 扩 展 ( 图 5一 2) , 在 暗 场 中塑 性 区显示出亮的 波 纹线 , 而裂 纹则呈 褐 色细线 , 图上 用 B标出 了裂 纹前 端 , 图 5一 3 、 5 一 4 、 5一 5 表 明 , 随 着氢致 滞后塑性变形 的进行 , 裂纹连 续 地沿 滞后 塑 性区边界 向前扩展 。 分 别到 了C 、 D 、 E 位置 。 往往在扩展 裂纹前端出现小的次生塑性区