机械工程材料

作者：陆大敏, 靳丽莉, 张克实, 邹易清

关键词：45CrNiMoVA钢, FGH96镍基高温合金, 充氢, 拉伸性能, 断裂行为, 氢脆机理

以显微组织差异显著但抗拉强度相近的45CrNiMoVA钢和FGH96镍基高温合金为研究对象，采用电化学充氢法对45CrNiMoVA钢进行3～60 min的充氢处理，对FGH96合金进行48～96 h的充氢处理，采用在空气中静置的方法对充氢60 min的45CrNiMoVA钢进行24～144 h排氢处理，对充氢96 h的FGH96合金进行24～120 h的排氢处理，研究了氢对不同材料拉伸性能与断裂行为的影响。结果表明：充氢后45CrNiMoVA钢和FGH96合金的断后伸长率与抗拉强度均较未充氢状态显著降低，且随充氢时间延长，拉伸性能退化程度加剧，氢脆指数增大；FGH96合金性能退化程度显著低于45CrNiMoVA钢，氢脆指数也更低。充氢后45CrNiMoVA钢的裂纹萌生位置由充氢前的试样截面中心向外表面转移，萌生机制由塑性主导逐渐转变为脆性主导，裂纹萌生区与扩展区呈韧窝+准解理+沿晶裂纹混合特征；随充氢时间延长，准解理面积与沿晶裂纹密度显著增加。45CrNiMoVA钢的氢脆机制为氢增强局部塑性（HELP）与氢降低黏结性能机制（HEDE）的协同作用。未充氢和充氢FGH96合金的裂纹均萌生于试样外表面，断口呈中心韧性断裂、边缘脆性断裂特征；随充氢时间延长，表面氢致裂纹增多，脆性区域形貌由准解理向解理转变，脆性区域深度增加。FGH96合金的氢脆机制主要为HELP机制，韧性断裂形貌未受氢的显著影响。随排氢时间延长，2种材料的断后伸长率和抗拉强度均逐渐恢复至接近未充氢状态，其氢致性能退化主要源于可逆的氢扩散行为。

来源：2025年第12期

《机械工程材料》期刊编辑部

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