不同成分690 MPa级中锰钢中的氢扩散行为及其影响因素

，，，， ，林秀

(1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，沈阳 110819；2.辽宁科技大学材料科学与工程学院，鞍山 114051)

0 引 言

阴极保护是防止海洋中钢结构腐蚀的常用方法之一，但在阴极保护的过程中，钢材表面产生氢原子，氢原子向钢材内部渗透，并在内部的微小缺陷处结合形成氢分子。由氢原子形成氢分子所产生的内部压力使钢中产生鼓泡或变脆等，这会降低钢材的塑性和韧性，进而导致氢脆的产生，并最终造成钢结构的失效[1-2]。这是钢在海洋环境中服役所遇到的普遍问题[3-4]。

氢在钢中的存在状态和扩散行为直接影响氢对钢的损伤，而它又取决于钢中氢陷阱的特性，因此氢陷阱的特性在钢的氢脆研究中起着重要作用[5-7]。同时，氢在钢中的扩散行为是分析钢的氢脆行为和对钢进行组织调控的重要依据。690 MPa级高强韧性中锰钢是一种新型的海洋平台用钢[8-10]，其化学成分中的主要元素为锰元素，显微组织为马氏体和逆转变奥氏体。该钢具有良好的强韧性和耐腐蚀性能，但鲜见有关其氢扩散行为的研究。为此，作者设计了两种化学成分的690 MPa级中锰钢，采用双电解池电化学氢渗透试验方法分别测定淬火、回火后试验钢的氢渗透曲线，计算氢的渗透时间、表观扩散系数等，分析了化学成分、热处理状态、充氢电流等因素对试验钢中氢扩散行为的影响。

1 试样制备与试验方法

试验材料为两种690 MPa级中锰钢，化学成分如表1所示，其中试验钢B中含有一定量的铜、镍、铬等合金元素，而试验钢A中的碳含量高于试验钢B的。……