氢在钢铁表面吸附以及扩散的研究现状

作     者：李守英 胡瑞松 赵卫民 李贝贝 王勇 LI Shou-ying;HU Rui-song;ZHAO Wei-min;LI Bei-bei;WANG Yong

作者机构：中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266580 青岛滨海学院机电工程学院山东青岛266555 海信视像科技股份有限公司山东青岛266555 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2020年第49卷第8期

页      面：15-21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）] 

基　　金：山东省自然科学基金(ZR2017MEE005) 

主　　题：氢吸附 氢扩散 钢铁 氢脆 

摘      要：氢进入钢铁内部是其发生氢脆的前提,而氢在管线钢表面经历物理吸附、解离、化学吸附、扩散一系列过程才能进入管线钢内部,其中氢原子的化学吸附以及氢扩散是关键步骤。综述了氢在钢铁表面吸附、扩散的研究方法、成果,展望了氢吸附以及氢扩散的研究方向。目前研究氢吸附的主流方法是第一性原理计算。在氢扩散研究方面,试验研究能够分析钢铁组织、相、宏观尺度因素变化对氢扩散的影响;有限元、分子力学、第一性原理多种尺度模拟计算可以分析微区结构变化对扩散的影响。氢在表面的吸附以及表层原子的扩散对氢脆有重要影响,但氢原子在钢铁表面的吸附以及表层扩散主要集中在无缺陷的αFe表面。氢与缺陷的相互作用研究主要集中在体相内部,钢铁表面状态的变化对氢吸附以及表层扩散的影响相关报道较少。需进一步开展在含缺陷钢铁表面的氢吸附研究,阐释表面应力、位错、晶界、相界、合金元素等因素对氢吸附、表层区域氢扩散的影响机理。