45CrNiMoVA高强度合金钢氢致断裂有限元模拟与试验研究分析.pdfVIP

2024年第53卷第2期热加工工艺ISSN1001-3814

Vol.53No.22024HotWorkingTechnologyCN61-1133/TG

引用格式：李云龙，陈波，张克实.45CrNiMoVA高强度合金钢氢致断裂有限元模拟与试验研究分析[J].热加工

DOI:10.14158-3814

riggy@

45CrNiMoVA高强度合金钢氢致断裂

有限元模拟与试验研究分析

李云龙12，陈波，张克实1

(1.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;

2.桂林航天工业学院能源与建筑环境学院，广西桂林541004)

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。

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

中图分类号：TG142.24文献标识码：A文章编号：1001-3814(2024)02-0090-07

AnalysisFiniteElementSimulationandExperimentalStudyonHydrogenInduced

Fractureof45CrNiMoVAHighStrengthAlloySteel

LIYunlongl2,CHENBo,ZHANGKeshi!

(1.GuangxiKeyLabDisasterPreventionandEngineeringSafety,KeyLabofDisasterPreventionandStructuralSafety,

CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,GuangxiUniversity,Nanning530004,China;2.SchoolofEnergyandBuilt

Environment,GuilinUniversityofAerospaceTechnology,Guilin541004,China)

Abstract:Thecouplingmodelofhydrogendiffusionandcohesivezonemodeling(CZM)analysisoftwo-dimensionalCT

specimenwereestablishedbyABAQUSsoftware.Basedonhydrogen-enhanceddecohesionmechanism(HEDE),atrapezoidal

traction-separationlaw(TSL)w