管线钢氢致附加应力与氢致门槛应力的相关性

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第8期金属学跋Vo1．38No．82002年8月844—848页ACTAMETALLURGICASINICAAug．2002PP．844——848管线钢氢致附加应力与氢致门槛应力的相关性张涛姚远褚武扬乔利杰(解放军后勤工程学院供油工程系，重庆400016)(北京科技大学材料物理系，北京100083)摘要X80钢在空气中拉伸至塑性变形大于1％后卸载，充氢至饱和再空拉，其屈服应力小于卸载前的流变应力，其差值即氢引起的附加应力．它协助外应力促进塑性变

2、形，引起应力集中，进而导致低应力下的脆断(即氢脆)，或在低的恒定外应力下就发生氢致滞后断裂．实验表明，氢致附加应力d随氢浓度(升高而线性升高，即d=一14．1+3．89Co；动态充氢慢应变速率拉伸时断裂应力随氢浓度升高而线性下降，即(H)=675—6．1Co；恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数升高而线性下降，即HI=669—124InCo．关键词X80管线钢，氢致附加应力，氢致开裂门槛应力中图法分类号TG111．91，TG142文献标识码A文章编号0412-1961(2002)08—0844～

3、05RELIoNSHIPBETWEENHYDRoGEN—INDUCEDADDITIVESTRESSANDTHRESHoLDCRACKINGSTRESSFoRAPIPELINESTEELZHANGTaODepartmentofOilSupply，LogisticsEngineeringUniversity，ThePLA，Chongqing400016Oan，c．日uyang，pIA0LfieDepartmentofMaterialsPhysics，UniversityofScienceandTechn

4、ologyBeijing，Beijing100083Correspondent：CHUWuyangpr@ssorRt：(010)62332345}Fax：(Olo)62332345E—maih2qiao@ustb．edu．cnSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChinaNo05007101o)andNationalKeyBaSicResearchandDevelopmentProqrammeofChinafNo．Gl9990650)Manusc

5、riptreceived200112—17，inrevisedform200203—25ABSTRACT11ensilespecimenofX80pipelinesteelwasstrainedtoover1％plasticdeformationinair．Thestrainedspecimenwaschargedwithhydrogen，andthechargedspecimenwasstrainedinair．Theflowstressandyieldstressofthechargedspec

6、imensaredifierentfromtheuncharged．Thedifferenceisthehydrogen—inducedadditivestress．whichcanhelptheexternalstresstoenhancetheplasticdeformation．Thehydrogen—inducedadditivestress，ad，increaseslinearlywiththehydrogenconcentration，．e，o-ad=一14．1+3．89C『0．Onth

7、eotherhand，fracturestressduringdynamicallychargingwithhydrogendecreaseslinearlywithhydrogenconcentrationinslowstainratetests，i．e，(H)=675—6．1C0．Thethresholdstressdecreaseslinearlywiththelogarithmofhydrogenconcen—trationforthesamplesinconstantloadtests，i

8、．e，o-HTr=669—124inCo．KEYWoRDSX80pipelinestee1．hydrogen—inducedadditivestress．hydrogeninducedthresholdstress石油或天然气中往往含有少量H2S，而H2S在管线后开裂．因此，管线钢H2S应力腐蚀的本质是一种氢致钢表面能分解成氢，它扩散进入管线钢后会产生氢鼓泡或开裂，它和氢降低原子键合力以及促进材料局部塑性变形氢致裂纹_l】．在恒定工作应力作用下，也可能产生氢致滞有关_