文 献 综 述

摘要：亚稳态奥氏体不锈钢（304L等）因其良好的耐腐蚀性能和韧性在工业上有着广泛的应用，在含氢的介质中不锈钢容易发生氢脆（HE）现象，而不锈钢的氢脆现象早已引起人们的重视和研究。目前人们对亚稳态奥氏体不锈钢产生马氏体相变对氢脆的影响还存在着争议。学者对预变形产生的马氏体数量与奥氏体不锈钢氢脆敏感性的关系有着不同的看法，但是并没有给出机理性解释，所以需要研究预变形马氏体对氢脆的影响机理。

关键词：奥氏体不锈钢，氢脆（HE），形变马氏体

1.奥氏体不锈钢工业应用背景

不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和韧性，因而在各工业部门及生活中有广泛的应用。奥氏体不锈钢是不锈钢类中钢种最多、使用量最大的一种（约占整个不锈钢产量的 65~70%）。最常用的奥氏体不锈钢是 Fe-Cr-Ni 系合金。随着高强度奥氏体不锈钢在石油化工、宇航与海洋探索方面的使用，奥氏体不锈钢中存在不同程度的氢损伤的问题日益突出。

2.不锈钢的氢脆现象

2.1氢在不锈钢中的溶解与扩散

根据氢溶解平衡方程可知金属中的氢是以原子态存在的。氢在不锈钢中的溶解度与压力、温度的关系服从Sievert方程，即随压力、温度的升高而升高。工业用钢中的杂质、晶格缺陷、合金元素都会大大改变氢的溶解度。氢在面心立方结构中的溶解度大于它在体心立方和密排六方中的溶解度，这是由于面心立方的间隙位置体积比后两者大。所以，在钢中，随着奥氏体含量的增加，氢的溶解度增大。C和钢中的氢可以反应生成甲烷气体，因此，一般认为，随着C的含量升高，氢在Fe中的溶解度下降。但有研究发现，当C＞4%时，溶解度略有上升。Fe中加入大量的Mn可以扩大奥氏体区，增加氢的溶解度。氢在Ni中的溶解度比在Fe中的高，加入Ni可以增大氢的溶解度。一般来讲，随着Si含量升高，氢溶解度下降。

从微观角度，扩散是由于在基体中溶解的原子的随机跳跃所引起的。小极化子理论最初是由Holstein提出用来描述电子在半导体中的运输现象。后来Flynn和Stoneham把它用来解决氢在金属中的扩散问题。Kagan和Klinger以及Emin又把小极化理论向前推进了一步。氢的扩散过程实质上是一个小极化子的扩散，而不是氢原子或氢离子的扩散。

2.2不锈钢氢脆及其测试技术