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微观结构调控对Cr–Mo–Ni钢抗氢脆性能的影响
《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Effect of Microstructural Regulation on Hydrogen Embrittlement Resistance in Cr–Mo–Ni Steel
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年11月07日 来源：METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE 2.5
编辑推荐：
氢脆与高强度协同优化：Cr-Mo-Ni钢热处理机制研究
在极高压力和富氢环境中运行的氢储存设备面临着在抗氢脆性（HE）与高强度-韧性协同性之间取得平衡的挑战。Cr–Mo–Ni钢由于其卓越的低温韧性和机械性能而成为一种有前景的候选材料。本研究利用电子探针显微分析、透射电子显微镜、纳米压痕和氢渗透技术系统地研究了Cr–Mo–Ni钢的抗氢脆性机制。研究考察了通过两种不同热处理工艺（亚临界淬火（QLT，温度为650°C和680°C，介于Ac1和Ac3之间）和超临界淬火（QQ′T，温度为710°C，高于Ac3）处理后的Cr–Mo–Ni钢的抗氢脆性机制。结果表明，经过QQ′710T处理的钢材在充氢后的整体性能最佳：屈服强度为694 MPa，抗拉强度为760 MPa，伸长率为13.9%，韧性损失仅为2.5%，抗氢脆性指数仅为15.2%。微观结构分析显示，QQ′710T工艺形成了细小的板条状马氏体组织（宽度为205 nm），高角度晶界的比例增加（55.3%），偏析带面积比例降低（19%），并形成了纳米级的Cr-/Mo富集碳化物以及12.4体积百分比的逆向奥氏体。氢与微观结构相互作用的分析表明，抗氢脆性受多种微观成分的共同影响，包括偏析带、马氏体、高角度晶界和逆向奥氏体，其中偏析带的影响最为显著。值得注意的是，12.4体积百分比的逆向奥氏体的存在不仅降低了抗氢脆性，还保证了优异的低温冲击韧性（在–196°C时为215 J）。这些发现为设计具有优异抗氢脆性的高强度合金钢的热处理工艺奠定了理论基础。
在极高压力和富氢环境中运行的氢储存设备面临着在抗氢脆性（HE）与高强度-韧性协同性之间取得平衡的挑战。Cr–Mo–Ni钢由于其卓越的低温韧性和机械性能而成为一种有前景的候选材料。本研究利用电子探针显微分析、透射电子显微镜、纳米压痕和氢渗透技术系统地研究了Cr–Mo–Ni钢的抗氢脆性机制。研究考察了通过两种不同热处理工艺（亚临界淬火（QLT，温度为650°C和680°C，介于Ac1和Ac3之间）和超临界淬火（QQ′T，温度为710°C，高于Ac3）处理后的Cr–Mo–Ni钢的抗氢脆性机制。结果表明，经过QQ′710T处理的钢材在充氢后的整体性能最佳：屈服强度为694 MPa，抗拉强度为760 MPa，伸长率为13.9%，韧性损失仅为2.5%，抗氢脆性指数仅为15.2%。微观结构分析显示，QQ′710T工艺形成了细小的板条状马氏体组织（宽度为205 nm），高角度晶界的比例增加（55.3%），偏析带面积比例降低（19%），并形成了纳米级的Cr-/Mo富集碳化物以及12.4体积百分比的逆向奥氏体。氢与微观结构相互作用的分析表明，抗氢脆性受多种微观成分的共同影响，包括偏析带、马氏体、高角度晶界和逆向奥氏体，其中偏析带的影响最为显著。值得注意的是，12.4体积百分比的逆向奥氏体的存在不仅降低了抗氢脆性，还保证了优异的低温冲击韧性（在–196°C时为215 J）。这些发现为设计具有优异抗氢脆性的高强度合金钢的热处理工艺奠定了理论基础。
