利用TDS研究二次硬化钢中氢的扩散行为

郭昀静， 王春芳， 李建锡， 王毛球

（1.昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650093;2.钢铁研究总院 先进钢铁材料技术国家工程研究中心，北京 100081）

二次硬化钢因其高强韧性广泛应用于各种特种结构件。不过，随着材料强度的提高，其氢脆敏感性一般也增加，高强度钢中含有很少量的氢就可能发生氢脆。长期以来，研究高强度钢的氢脆敏感性的一个难度在于如何准确测定钢中的氢含量以及分析氢在钢中的扩散行为。近年来，通过采用 TDS（Thermal Desorption Spectrometry）分析方法，可以使材料中氢含量的测量精度达到0.01×10-4%，从而使定量研究高强钢中的氢行为成为可能［1～5］。通过TDS分析并结合慢速率拉伸试验方法，可以对高强度钢的氢脆敏感性进行深入研究［6～8］。本工作研究氢在一种高强度二次硬化钢中的扩散行为及其对塑性的影响。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

实验钢采用真空感应炉+真空自耗炉熔炼工艺冶炼，其化学成分见表1。实验钢经860℃奥氏体化1h后油淬，然后经-73℃深冷1h，510℃回火5h风冷后，抗拉强度达到1740MPa。在热处理后的试样上取 φ5mm标准拉伸试样、夏比 V型冲击试样（10mm×10mm×55mm）以及光滑圆柱TDS分析试样（φ5mm ×25mm）。

表1 实验钢的化学成分（质量分数/%）Table 1 Chemical composition of the investigated steel（mass fraction/%）

1.2 实验方法

将实验钢金相试样经硝酸酒精溶液浸蚀后，在META VAL型光学显微镜下观察微观组织特征。制作实验钢透射电镜试样，减薄后用日立H-800分析型透射电子显微镜观察其微观结构。通过夏比V型冲击试验测定实验钢的冲击吸收功;标准拉伸试样在WE-300型试验机上进行试验，标距为25mm，应变速率为10-2s-1，以测定拉伸性能。……