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2.2.1 化學成分的影響
在實驗室冶煉了一輪根據(jù)不同級別設計的鋼種,具體成分見表1,并對其進行HIC浸泡試驗。從浸泡后的試樣表面觀察的鼓泡面積明顯多于B9、B10,裂紋敏感性指標結果見表2。從表2 可看出 的抗HIC 性能明顯劣于B9、B10。表1 中 鋼種不含Cu、Ni,而B9、B10 鋼種則含有Cu、Ni。由此可見,Cu、Ni 的加入,使腐蝕產(chǎn)物在鋼的表面形成了保護膜,抑制了表面的腐蝕反應,從而降低氫的逸出,減少了氫從環(huán)境中進入鋼的基體,降低氫鼓泡敏感性,增加了抗HIC 的性能,這與Oriani 的研究結果[2] 非常吻合,而且Oriani 還指出只有加入0.2 %的Ni 及大于0.2 %的Cu才能產(chǎn)生效果。
2.2.2 鋼中硫含量的影響
B2、D2兩個鋼種的化學成分幾乎相當,只是D2的S含量要遠遠低于B2。經(jīng)浸泡試驗(表3),發(fā)現(xiàn)D2的抗HIC性能大大好于B2。由此可見,提高鋼的純凈度,降低硫含量,有利于降低氫鼓泡的敏感性。這主要是由于氫原子易在長條狀的MnS夾雜或氧化鋁夾雜尖端處積聚而形成極大的氫壓,致使在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)鼓泡,在應力作用下氫誘發(fā)裂紋沿著垂直于應力軸方向堆積排列而形成了鏈狀鼓泡,后呈臺階狀斷裂。因此,降低鋼中的硫含量,可減少所形成的MnS,從而可降低氫鼓泡的敏感性。
2.2.3 鈣處理對HIC性能的影響
B6、C6 成分相當,只是B6 未經(jīng)過噴硅鈣粉處理, 而C6 經(jīng)過Ca 處理。將B6、C6 同時浸泡在TM0284標準規(guī)定的人工海水溶液中96 h,發(fā)現(xiàn)C6表面鼓泡面積明顯減少,而且無裂紋產(chǎn)生,具體HIC試驗結果見表4。由表4可見,經(jīng)過Ca處理的鋼種,其抗HIC性能明顯優(yōu)于未經(jīng)Ca處理過的鋼種。這主要是經(jīng)過噴硅鈣粉處理后,改變了硫化物和氧化物夾雜的形狀,將集中的有邊角的夾雜變成分散的顆粒夾雜,從而降低了氫鼓泡的敏感性,提高了抗HIC性能。