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鍛件氫聚集分析結(jié)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(yīng)力下，微裂紋附近的靜水壓應(yīng)力分布。從圖14中可以看出，在鍛件中心的特征應(yīng)力點(diǎn)S2和S3裂紋附近的靜水壓應(yīng)力為負(fù)值，即處于拉應(yīng)力狀態(tài)，且越靠近鍛件心部拉應(yīng)力的幅值越大，而在靠近鍛件表面的S3點(diǎn)靜水壓應(yīng)力有最大值。

    根據(jù)氫擴(kuò)散的上坡效應(yīng)，局部壓應(yīng)力迫使氫的逃逸，而局部拉應(yīng)力則導(dǎo)致氫的聚集。與圖14中所得到的特征應(yīng)力下裂紋附近的靜水壓應(yīng)力分布相對應(yīng)，圖15和圖16為在這3個特征應(yīng)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(yīng)力的大小和方向有關(guān)，當(dāng)靜水壓應(yīng)力為負(fù)值，即為拉應(yīng)力的情況下，應(yīng)力的幅值越大，則氫的聚集程度越大。當(dāng)靜水壓應(yīng)力為正值時，氫由于受到擴(kuò)散上坡效應(yīng)的作用而逃逸靜水壓應(yīng)力區(qū)，因此其氫濃度反而降低。

    在3個特征殘余應(yīng)力下，球形#LN內(nèi)表面上的靜水壓應(yīng)力分布。圖I7表明孔洞內(nèi)表面的靜水壓應(yīng)力在S1和S2點(diǎn)均為負(fù)值，應(yīng)力幅值沿孔洞內(nèi)表面周向上下波動，S3點(diǎn)TLN內(nèi)表面的靜水壓應(yīng)力多為正值，在TLN周向90度和270度達(dá)到負(fù)方向的最大值，且其靜水壓應(yīng)力波動較S1和S2點(diǎn)要劇烈的多。與圖17中TLN內(nèi)表面的靜水壓應(yīng)力分布相對應(yīng)，沿孔洞內(nèi)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(diǎn)氫濃度在TLN周向的0度和360度達(dá)到最大值，而在S2和S3點(diǎn)氫濃度在TLN周向的90度和270度達(dá)到最大值，這表明在相同條件下，S1點(diǎn)裂紋更容易沿鍛件橫向萌生，而在S2和S3點(diǎn)裂紋更容易沿鍛件縱向萌生。從圖18中S3點(diǎn)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(yīng)力的大小有關(guān)，還與靜水壓應(yīng)力的波動有關(guān)，周圍處于壓應(yīng)力狀態(tài)而本身處于拉應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力點(diǎn)附近氫的聚集程度最大。