氫致20cr無縫管延遲斷裂行為分析

　隨著工程機械、汽車等行業的快速發展，為降低成本、增“強”減重，以實現節能降耗的目標，國內外廣泛探索工程機械及汽車的輕量化方法。要最大限度地減輕設備質量，一個有效的途徑就是提高20cr無縫管的強度級別。近年來，20cr無縫管從500~600MPa級快速上升至800MPa、1000MPa，甚至1500MPa。然而，隨著強度提高，鋼的延遲斷裂敏感性也隨之增大，氫致延遲斷裂敏感性高已經成為制約高強度級別鋼種推廣應用的一個重要因素。
　　高強鋼的氫致延遲斷裂現象
　　延遲斷裂是20cr無縫管在靜止應力的作用下，經過一定時間後突然發生脆性破壞的一種現象，它是材料—環境—應力之間相互作用的結果，是氫致材質惡化的一種形態。延遲斷裂現象的產生是由于材料內部的氫向應力集中的部位擴散聚集，這些應力集中的部位往往缺陷較多（原子點陣錯位、空穴等），氫擴散到這些缺陷處，氫離子合成氫原子，氫原子進一步合成氫分子，將產生巨大的壓力。這個壓力與材料內部的殘余應力以及材料服役狀態下所承受的外加應力，形成一個合力，當這個合力超過20cr無縫管的屈服強度時，就會導致斷裂的發生。
　　由于20cr無縫管延遲斷裂常常在材料所承受的外加應力水平顯著低于其屈服強度時突然發生，具有其不可預知性，因此，往往導致較為嚴重的破壞和後果。隨著20cr無縫管的發展及其應用領域的不斷拓展，延遲斷裂現象受到更大程度的關注。以汽車零部件為例，其產品形狀復雜，變形量大，車廠、零部件制造商及材料供應商對延遲斷裂性能更加重視，已經成為20cr無縫管性能認證項目之一。