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锻件氢聚集分析结果与讨论

文章来源:sjzwx 更新时间:2014-09-10 11:19:40

    在3个特征残余应力下,微裂纹附近的静水压应力分布。从图14中可以看出,在锻件中心的特征应力点S2和S3裂纹附近的静水压应力为负值,即处于拉应力状态,且越靠近锻件心部拉应力的幅值越大,而在靠近锻件表面的S3点静水压应力有最大值。

    根据氢扩散的上坡效应,局部压应力迫使氢的逃逸,而局部拉应力则导致氢的聚集。与图14中所得到的特征应力下裂纹附近的静水压应力分布相对应,图15和图16为在这3个特征应力下裂纹附近的氢浓度分布。从图15和图16中可以看出裂纹附近氢的聚集程度和静水压应力的大小和方向有关,当静水压应力为负值,即为拉应力的情况下,应力的幅值越大,则氢的聚集程度越大。当静水压应力为正值时,氢由于受到扩散上坡效应的作用而逃逸静水压应力区,因此其氢浓度反而降低。

    在3个特征残余应力下,球形#LN内表面上的静水压应力分布。图I7表明孔洞内表面的静水压应力在S1和S2点均为负值,应力幅值沿孔洞内表面周向上下波动,S3点TLN内表面的静水压应力多为正值,在TLN周向90度和270度达到负方向的最大值,且其静水压应力波动较S1和S2点要剧烈的多。与图17中TLN内表面的静水压应力分布相对应,沿孔洞内表面周向上的氢浓度分布如图18所示。从图18中可以看出S1点氢浓度在TLN周向的0度和360度达到最大值,而在S2和S3点氢浓度在TLN周向的90度和270度达到最大值,这表明在相同条件下,S1点裂纹更容易沿锻件横向萌生,而在S2和S3点裂纹更容易沿锻件纵向萌生。从图18中S3点的孔洞周向氢浓度分布还可以看出,孔洞周围氢的聚集不仅与静水压应力的大小有关,还与静水压应力的波动有关,周围处于压应力状态而本身处于拉应力状态的应力点附近氢的聚集程度最大。

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