45CrNiMoVA高强度合金钢氢致断裂有限元模拟与试验研究分析

作     者：李云龙 陈波 张克实 LI Yunlong;CHEN Bo;ZHANG Keshi

作者机构：广西大学土木建筑工程学院防灾与结构安全重点实验室广西防灾与工程安全重点实验室广西南宁530004 桂林航天工业学院能源与建筑环境学院广西桂林541004 

出 版 物：《热加工工艺》 (Hot Working Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第2期

页      面：90-96页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(11632007) 2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2020KY21011) 

主　　题：45CrNiMoVA高强度合金钢 氢脆 CT试样 内聚力模型 氢降低键合力 

摘      要：运用ABAQUS有限元软件建立二维CT试样氢扩散和内聚力分析耦合模型,基于氢脆机制理论,采用梯形内聚力本构模型,通过临界氢在裂纹尖端引起氢附着率的变化和与之相关内聚力强度之间的降解耦合关系,模拟了45CrNiMoVA高强度钢CT试样氢致裂纹萌生和断裂。结果显示:金属中的氢原子在静水应力梯度的驱动下富集在高静水应力区域。随扩散时间的增加,氢原子在裂纹尖端富集降低了材料的断裂能从而降低了内聚力强度,使内聚力单元在较低的应力下发生失效,引起材料氢致损伤断裂。模拟得到充氢试样的载荷-位移曲线与实验曲线的大体相同,这说明该模型可在不需要大量试验的条件下对高强度钢氢致断裂进行数值模拟,模拟结果可为该类钢材氢脆断裂失效分析提供借鉴。