鍛件氫聚集分析結果與討論

文章來源：sjzwx 更新時間：2014-09-10 11:19:40

    在3個特征殘余應力下，微裂紋附近的靜水壓應力分布。從圖14中可以看出，在鍛件中心的特征應力點S2和S3裂紋附近的靜水壓應力為負值，即處于拉應力狀態，且越靠近鍛件心部拉應力的幅值越大，而在靠近鍛件表面的S3點靜水壓應力有最大值。

    根據氫擴散的上坡效應，局部壓應力迫使氫的逃逸，而局部拉應力則導致氫的聚集。與圖14中所得到的特征應力下裂紋附近的靜水壓應力分布相對應，圖15和圖16為在這3個特征應力下裂紋附近的氫濃度分布。從圖15和圖16中可以看出裂紋附近氫的聚集程度和靜水壓應力的大小和方向有關，當靜水壓應力為負值，即為拉應力的情況下，應力的幅值越大，則氫的聚集程度越大。當靜水壓應力為正值時，氫由于受到擴散上坡效應的作用而逃逸靜水壓應力區，因此其氫濃度反而降低。

    在3個特征殘余應力下，球形#LN內表面上的靜水壓應力分布。圖I7表明孔洞內表面的靜水壓應力在S1和S2點均為負值，應力幅值沿孔洞內表面周向上下波動，S3點TLN內表面的靜水壓應力多為正值，在TLN周向90度和270度達到負方向的最大值，且其靜水壓應力波動較S1和S2點要劇烈的多。與圖17中TLN內表面的靜水壓應力分布相對應，沿孔洞內表面周向上的氫濃度分布如圖18所示。從圖18中可以看出S1點氫濃度在TLN周向的0度和360度達到最大值，而在S2和S3點氫濃度在TLN周向的90度和270度達到最大值，這表明在相同條件下，S1點裂紋更容易沿鍛件橫向萌生，而在S2和S3點裂紋更容易沿鍛件縱向萌生。從圖18中S3點的孔洞周向氫濃度分布還可以看出，孔洞周圍氫的聚集不僅與靜水壓應力的大小有關，還與靜水壓應力的波動有關，周圍處于壓應力狀態而本身處于拉應力狀態的應力點附近氫的聚集程度最大。