[发明专利]一种检测钢材氢脆敏感性的试验方法

说明书

本发明公开了一种检测钢材氢脆敏感性的试验方法，包括以下步骤：将待检测的钢材试样进行电化学充氢，对充氢后的钢材试样进行拉伸试验，测量并获得钢材试样的氢含量，以及在不同氢含量下的力学性能，并绘制氢含量‑力学性能曲线，对应于曲线出现拐点的氢含量即为钢材的临界氢含量，即钢材试样的氢脆敏感性能。本发明用于检测钢材氢脆敏感性的试验方法，试验方法简单，试验速度快，这时因为本发明拉伸试验方法的拉伸速率比传统慢拉伸速率高2个数量级，而且省去了充氢后样品保存的麻烦，解决了慢拉伸急恒载荷过程中拉伸世界过长导致氢从钢中逸散出的情况，总体来说，不仅降低了设备及人员要求，更缩短了试验检测时间，减少了检测费用的支出。

技术领域

本发明涉及测定氢脆敏感性领域。更具体地说，本发明涉及一种检测钢材氢脆敏感性的试验方法。

背景技术

当超高强度钢的抗拉强度超过1000Mpa后，极少量的氢就会导致的材料性能下降，导致氢致开裂现象的发生。在温和的腐蚀环境下发生断裂的钢的氢脆现象，在大气环境下的氢致开裂现象就变得十分明显。近期，由于人们对节能减排的要求越来越高，氢能源设备及高强度汽车部件等材料的使用已经越来越多，如果这些材料发生氢致开裂现象，将会导致不可挽救的后果。不同的钢材对氢的敏感性不同，因此，检测钢材的氢脆敏感性，可以对钢材在实际环境下的实用提供数据支持。

现有检测钢材氢脆敏感性的方法，多采用慢拉伸试验机(拉伸速率在0.005mm/min左右)或者恒载荷试验，每根样品的检测时间一般均超过3天有的甚至需要超1周时间。因此一类是直接在慢拉伸或者恒载荷试验过程中充氢，该方法需将两种设备捆绑使用，缺乏灵活性的同时，还需配备特制的试验箱以便填充溶液，且试样与夹具间还需要做绝缘处理；另一类是由于拉伸机恒载荷时间过长，需在充氢后对样品表面镀层防止氢的逸出，慢拉伸或恒载荷结束后，另需去除镀层以便测氢。该方法若镀层效果不好，易导致试验结果有误，且试样处理较为麻烦。上述两种方法君对检测人员技术水平的要求较高，受人为影响较大。

发明内容

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种检测钢材氢脆敏感性的试验方法，包括以下步骤：

将待检测的钢材试样进行电化学充氢，通过调节电化学充氢过程中的电流值不同，从而对钢材试样充进不同含量的氢，并测量得到钢材试样在不同氢含量下的力学性能，绘制氢含量-力学性能曲线，对应于曲线出现拐点的氢含量即为钢材的临界氢含量，用于判断钢材试样的氢脆敏感性能：临界氢含量值越大对应钢材试样的氢脆敏感性越低。

根据本发明的一优选实施方案，所述钢材试样的电化学充氢过程，具体为：铂电极与所述钢材试样分别连接于电源的正极和负极，且所述铂电极和所述钢材试样均放入充氢溶液中，并对连接成的回路进行通电。

根据本发明的一优选实施方案，利用拉伸试验测量钢材试样的力学性能；

其中，测量钢材试样的氢含量，具体为：对所述钢材试样在拉伸试验中被拉断的断口位置进行取样，测量该取样样品的氢含量，即该钢材试样的氢含量。

根据本发明的一优选实施方案，取样后对取样样品进行丙酮脱水和无水乙醇清洗。

根据本发明的一优选实施方案，利用测氢仪对该取样样品进行氢含量测量，且测量温度保持600-800℃。

根据本发明的一优选实施方案，拉伸试验中，最大拉力不小于5KN，最小拉伸速率为1mm/min。

根据本发明的一优选实施方案，所述钢材试样经过充氢后取出至进行拉伸试验的时间间隔应不大于6小时。

根据本发明的一优选实施方案，所述电源为恒流电源，其分辨率应达到0.1mA。

根据本发明的一优选实施方案，所述力学性能具体为面缩比。

本发明至少包括以下有益效果：