在氫氣存在的環(huán)境下，金屬材料會發(fā)生氫脆、氫致開裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致材料性能下降。氫脆是指金屬材料在受到氫氣作用后，其塑性和韌性明顯下降，脆性增加的現(xiàn)象。氫環(huán)境相容性試驗(yàn)機(jī)通過模擬實(shí)際工作條件下的氫氣濃度和壓力等參數(shù)，對金屬材料進(jìn)行氫脆性測試，從而評估材料在臨氫環(huán)境下的使用性能。

非含氫狀態(tài)，(壓力、氮?dú)?、溫?條件下的機(jī)械性能；

含氫狀態(tài)(壓力、氣體成分、溫度)下的機(jī)械性能，碳鋼的氫相容試驗(yàn)一般在常溫下進(jìn)行；

對比分析非含氫狀態(tài)、含氫狀態(tài)下材料機(jī)械性能的變化。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在主要做棒狀試樣，工作段直徑D=6mm。一組樣品需要多少個(gè)樣品，標(biāo)準(zhǔn)無要求。GB/T 9711-2023推薦4個(gè)樣品(氫氣環(huán)境2個(gè)，氮?dú)猸h(huán)境2個(gè))。

慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)：

ASTM G129-21

GB/T 34542.2-2018

疲勞壽命試驗(yàn)：

GB/T 34542.2-2018

1、慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)(SSRT)

在氫環(huán)境中，對光滑圓棒或缺口圓棒試樣持續(xù)單調(diào)加載直至試樣斷裂。該試驗(yàn)通過控制應(yīng)變速率和環(huán)境條件，測試材料斷裂行為，提供材料耐受性和破壞機(jī)制數(shù)據(jù)。

1.1 測試條件

測試氣體：測試環(huán)境一般有高純氫或者含氫混合氣體環(huán)境。測試氣體組分(一般是純氫氣)、測試溫度(一般為室溫)、壓力由委托方技術(shù)要求確定。

1.2 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備能力

溫度的選擇范圍在RT~200℃，壓力選擇范圍在0~30MPa，試驗(yàn)最大力：50KN。

GB/T 34542.2-2018推薦應(yīng)變速率：對于光滑圓棒試樣應(yīng)變速率不超過2*10-5/s，缺口圓棒試樣應(yīng)變速率不超過2*10-6/s，ASTM G129-21中，對于大多數(shù)材料，推薦的拉伸速率范圍：2.54*10-4mm/s到2.54*10-6mm/s之間。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備極限10-7mm/s。

2、疲勞壽命試驗(yàn)

在氫環(huán)境中，對光滑圓棒或缺口圓棒試樣采用力控制或者應(yīng)變控制持續(xù)施加疲勞循環(huán)，直至疲勞斷裂。

2.1 測試條件：

測試氣體：測試環(huán)境一般有高純氫或者含氫混合氣體環(huán)境。測試氣體組分(一般是純氫氣)、測試溫度(一般為室溫)、壓力由委托方技術(shù)要求確定。

測試需要確認(rèn)的參數(shù)有：應(yīng)力幅、氣體及比例、溫度、壓力、疲勞循環(huán)周期、加載波形。疲勞測試的控制方式：力控、應(yīng)變控。加載波形：三角波或正弦波。

3、斷裂韌度試驗(yàn)(暫時(shí)做不了)

3.1 疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)(暫時(shí)做不了)