一种面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法技术

本发明专利技术涉及金属材料中的氢行为试验方法领域，具体地说是一种面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法。基于高压高纯气相热充氢装置，利用LaNi5储氢材料的可逆吸氢-放氢、选择吸收和压力-温度-成分的平衡特性，以及高温下氢在奥氏体合金中扩散速率迅速提高的特点，结合温度和压力的组合调控，实现特定含量氢向奥氏体合金中的加速渗入，获得具有特定氢含量的合金预充氢试样，为氢能等领域高压临氢环境服役的奥氏体合金可靠性评价提供一种行之有效的方法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法


[0001]本专利技术涉及金属材料的氢行为试验方法领域，具体地说是一种面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法。

技术介绍

[0002]众所周知，氢是自然界中原子半径最小、密度最低的元素，而氢进入金属与合金之中会引起其性能的下降，导致各类氢损伤失效的发生。一般来说，氢损伤不会在服役初期出现，而是具有显著的滞后效应，会在服役过程中逐渐显现，进而严重威胁部件合金的服役安全。较之铁素体和马氏体合金，奥氏体合金的氢溶解度更高而氢扩散系数更低，因而具有更好的耐氢损伤能力，是较多用于高压临氢环境的一类合金。随着国内氢能等领域的发展，高压临氢环境使用材料的安全性问题日益突出，迫切需要开展相关部件合金的可靠性评价工作。
[0003]应予指出的是，由于氢扩散速率的巨大差异，奥氏体与铁素体和马氏体合金间的氢损伤评价方式是截然不同的。对于铁素体和马氏体合金，由于其高的氢扩散速率，氢可在短时间内进入合金之中，因而可采用在氢环境下进行的拉伸、疲劳和裂纹扩展等手段来评价其耐氢损伤能力；对于奥氏体合金，由于其室温氢扩散速率较铁素体和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，在保温保压下，对合金进行气相热充氢处理，氢气压力范围在1.0～32MPa，气相充氢温度范围在50～600℃，原始氢气体积纯度不低于99.9％。2.按照权利要求1所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，优选的氢气压力范围在5.0～30MPa，气相充氢温度范围在100～450℃。3.按照权利要求1所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，高压气相充氢的对象仅为奥氏体合金，包括奥氏体不锈钢、奥氏体抗氢合金、高温合金或镍基合金。4.按照权利要求3所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，奥氏体不锈钢为316或304，奥氏体抗氢合金为HR-2或J75，高温合金为IN718。5.按照权利要求1所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，所用设备为高压高纯气相热充氢装置，是以LaNi5的氢化物作为氢气源来实现气相热充氢的。6.按照权利要求5所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，每套高压高纯气相热充氢装置由由一个氢气源、一个初级高压釜、一个次级高压釜、一个高级高压釜、一套真空机组和控制系统组成，具体结构如下：氢气源通过管路连接初级高压釜，初级高压釜通过管路连接次级高压釜，次级高压釜通过管路连接高级高压釜，高级高压釜通过管路连接真空机组，初级高压釜、次级高压釜、高级高压釜、真空机组分别通过线路连接控制系统。7.按照权利要求1所述的面向奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，为了使氢在合金试样中的均匀性分布，按照如方程(1)计算获得饱和充氢时间，时间不低于计算获得数值，其中：h为合金试样厚度或直径，毫米；t为充氢均匀化时间，秒；D为充氢温度下氢在合金中的扩散系数，通过氢渗透试验测定；8.按照权利要求1～7之一所述的奥氏体合金的高压气相热充氢方法，其特征在于，具体充氢过程如下：(1)充氢处理前，合金试样采用石油醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明久，戎利建，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：