机械工程学报

作者：刘全明, 龙伟民, 傅莉, 张朝晖, 张雷, 宋晓国

单位：1. 郑州机械研究所有限公司新型钎焊材料与技术国家重点实验室 郑州 450001;2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室 西安 710072;3. 西安建筑科技大学冶金工程学院 西安 710055;4. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001

关键词：钛合金,充氢焊接接头,断裂韧度,断口形貌,演变机理；

基金：国家自然科学基金（U1904197）和河南省科技创新人才计划（204200510031）资助项目。

钛合金焊接件在氢环境中服役面临着氢脆断裂风险，断裂韧度对钛合金损伤容限设计至关重要。研究充氢量对钛合金焊接接头断裂韧度、断口形貌和断裂方式的影响，揭示了固溶氢、氢化物导致焊接接头断裂韧度演变的微观机理。充氢0~0.21wt.% CT试样断裂韧度KQ值由39.6 MPa·m1/2减小到22.1 MPa·m1/2，扩展区断口形貌由大量韧窝+局部少量脆性断裂转为脆性断裂，氢致断裂韧度损失和脆性断裂加剧。应力诱导氢扩散使固溶氢局部富集形成富氢气团，气团存在内压剪切分量使产生局部塑性变形所需外应力下降，焊接接头表观屈服应力下降，促进微裂纹在低KI下孕育。位错运动无法直接切过大尺寸氢化物，位错塞积在氢化物界面处，致局部应力集中，微裂纹在氢化物界面处孕育；同时氢化物为软基体金属中的一种脆性相，应力集中致其产生高应变，氢化物自身断裂，微裂纹在氢化物内部孕育；固溶氢、氢化物均致焊接接头加速开裂。

来源：2020年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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