不同微观结构SA508Gr.1钢的氢脆行为研究：预应变与双相区热处理的影响机制分析

本文系统研究了SA508Gr.1钢在不同预应变（0%、3%、6%）和两种临界热处理（IHT）工艺下的氢脆（HE）敏感性。通过双阶段IHT实现了晶粒细化和贝氏体比例提升，显著降低了HE敏感性。研究发现氢原子通过促进位错发射导致屈服强度（YS）异常升高，揭示了氢-微观结构-力学性能的相互作用机制，对核电站蒸汽管道材料的安全评价具有重要工程价值。

　　

材料与热处理工艺

SA508Gr.1钢属于压力容器管道专用SA508系列。本研究采用商业热轧退火钢板，切割为100×100×20 mm规格块体以便热处理。表1展示了符合ASTM 508/A58标准的化学成分。

本研究采用的热处理工艺如图1所示。热处理试样分别命名为S1和S2...

热处理后的微观结构演变

图1b)、c)展示了S1和S2蚀刻后的显微组织。光学显微镜（OM）观察显示两者均为铁素体和贝氏体混合组织，但比例存在差异。测量表明S1贝氏体占比76%，S2达到81%。

图3呈现了S1和S2的IPF图、晶界（GB）分布图、马奥岛（MA）及截距长度统计信息。两者晶粒取向均呈随机分布。对比显示...

力学性能与热处理工艺

临界热处理（IHT）工艺将试样加热至完全奥氏体化温度以下保温特定时间。该工艺促进部分奥氏体晶粒生长，通过淬火保持晶粒尺寸等级，并通过高温回火降低热应力，通常能提升材料塑性。奥氏体晶核倾向于在界面附近生长。S2试样经历了一次...

结论

本研究揭示了三种预应变水平下不同IHT工艺对SA508Gr.1力学性能及氢脆敏感性的影响机制：

• 单阶段IHT处理的试样展现优异塑性，而双阶段IHT显著提升强度。S1和S2试样均为铁素体-贝氏体混合组织，其中S2贝氏体比例更高且晶粒更细小均匀...