氢气含量与加载频率对X80钢管接头疲劳裂纹扩展速率的影响

来源：机械工程材料杂志2024年第4期北京时间：

作者：刘忠, 李毅, 宋卫臣, 辛萌

摘要：在氮气,体积分数均为2%的H2+CO2以及体积分数分别为5%,2%的H2+CO2环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率（0.1,1.0,10.0 Hz）的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明：当加载频率为1.0 Hz时,氢气含量越高,接头母材、热影响区和焊缝裂纹扩展速率越大,且焊缝中的裂纹扩展速率增大程度最大；含氢环境中焊缝的疲劳裂纹扩展速率小于母材和热影响区；当氢气体积分数为5%时,母材和热影响区均发生韧性断裂,但疲劳断口上存在微小的二次裂纹和少量平台状结构等脆性断裂特征,焊缝疲劳断口出现长度近80μm的二次裂纹,但断口形貌仍主要呈韧性断裂特征；氢气体积分数为5%时,随着加载频率增加,母材的疲劳裂纹扩展速率先增大后减小,加载频率为1.0 Hz时的疲劳裂纹扩展速率最大。

关键词：X80管线钢, 焊接接头, 氢致开裂, 疲劳裂纹扩展速率, 加载频率