評定氫脆的實驗方法有以下幾種。
1. 彎曲次數(shù)法
應(yīng)用板狀試樣,在特制的夾具上對試樣進行一定角度的彎曲(通常是120°)直至試樣斷裂,記下彎曲的總次數(shù)n,脆性系數(shù)α可表示如下:
式中:n空為不含氫彎曲至斷裂的次數(shù);n氫為充氫彎曲至斷裂的次數(shù)。
當(dāng)a=0時,說明金屬對氫脆不敏感;而當(dāng)a=1時,則極為敏感。
2. 斷面收縮率法
應(yīng)用拉伸試樣,在一定的拉伸速率下,測量試樣斷裂時的斷面收縮率ψ,其脆性系數(shù)可表示為:
式中:ψ0為空白試樣的斷面收縮率;ψ為含氫試樣的斷面收縮率;α在0~1之間變化,α越小,說明氫脆敏感性越小。
3. 慢應(yīng)變速率拉伸法
此方法詳見1.4.4小節(jié)。
4. 氫滲透法
目前,多采用Devnathan-Stachurski 雙電解池技術(shù)來測量腐蝕過程中氫的滲透量。它是由作為雙面電極的金屬所構(gòu)成的兩個電解池構(gòu)成的,金屬的一面作為陰極池,一面作為陽極池。陰極池內(nèi)發(fā)生析氫反應(yīng),產(chǎn)生的氫原子滲透過金屬試樣在陽極池被氧化為氫離子,用記錄儀測得氧化電流,即氫滲透電流的大小,作出它隨時間的變化關(guān)系圖,通過對電流一時間曲線下的面積進行積分計算,可得到氫滲透量。改變陰極池電解質(zhì)的濃度和外加電位的大小,作出濃度、電位與氫滲透電流的關(guān)系圖。此方法較直觀,能夠較準(zhǔn)確地測得金屬中的氫滲透情況,以此來評價金屬發(fā)生氫脆的可能性。
一些研究者利用氯滲透法進行了相關(guān)的研究。張學(xué)元等人研究得出了16Ma鋼在硫化氫溶液中的穩(wěn)態(tài)氯滲透電流IH和H2S濃度的關(guān)系,并認為溫度對硫化氫擴散的影響主要表現(xiàn)在擴散系數(shù)上。氫在金屬中的擴散速率受陷阱位置控制,取決于陷阱的大小和分布,氫與陷阱的結(jié)合能的大小等。