冷拔残余应力应变对钢丝氢扩散过程的影响

作     者：王艳飞 巩建鸣 唐建群 蒋旺 姜莹洁 

作者机构：南京工业大学机械与动力工程学院南京210009 

出 版 物：《中国腐蚀与防护学报》 (Journal of Chinese Society For Corrosion and Protection)

年 卷 期：2011年第31卷第3期

页      面：202-207页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江苏省"六大人才高峰"基金项目(06-D-035) 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室基金项目(BM2007201)资助 

主　　题：冷拔 残余应力 应变 氢扩散 钢丝 

摘      要：利用有限元法对高强度珠光体钢丝冷拔残余应力应变进行有限元分析,在此基础上利用有限差分法计算应力应变同时诱导下的氢扩散浓度分布规律,并比较其与只考虑残余应力诱导氢扩散模型所得氢浓度分布规律的不同。结果表明,由于冷拔加工过程中钢丝表面和内部变形速率的差异,冷拔后在钢丝表面产生较大的残余拉应力和大量的塑性应变。残余应力应变的存在,加剧氢在材料中的扩散和聚集,其中应变的影响相当明显。在短时间内,由于塑性应变降低氢在材料内的扩散系数,所以同时考虑残余应力和应变引起的氢富集水平低于只考虑应力诱导引起的氢富集水平。随着时间的增加,应力应变引起的氢富集浓度明显大于只考虑应力诱导时的氢富集浓度。塑性应变会引起氢富集已经被大量实验所证实,同时考虑应力应变对氢扩散的影响更具有实际意义,为进一步建立准确的钢丝氢脆模型提供参考。