图

氢的溶解度［

］、扩散系数

与晶体结构的关系

氢与力的共同作用

冷裂纹的延时现象从一开始就引起了人们的重视。氢致裂纹的延迟，实际上

是氢逐渐向开裂部位扩散、集中、结合成分子并形成一定压力的过程。开始时，氢

的分布相对比较均匀，在热应力和相变应力作用下金属中出现一些微观缺陷，氢开

始向缺陷前沿高应力部位迁移。焊缝中氢的平均浓度越高，则迁移的氢数量越多，

迁移的速度也越高。当氢聚集到发生裂纹所需要的临界浓度时，便开始产生微裂。

由于裂纹尖端的应力集中，促使氢进一步向尖端高应力区扩散，裂纹扩展。氢的扩

散、聚集并达到临界浓度都需要时间，这就形成了裂纹的延时特征。

氢致裂纹潜伏期与裂纹扩散期的长短，取决于氢的扩散速度，而扩散速度又由

扩散氢含量与应力水平所决定。而且氢与应力水平有着互相补充的关系，即扩散

氢含量越高，开裂所需的应力（临界应力）越小，潜伏期也越短；应力越大，则开裂所

需的氢含量越低。冷裂纹一般形成于

温度范围内，也是由氢的扩

散特性所决定的。当温度高于

时，氢原子有足够的动能析出到金属外部，残

留的扩散氢较少，不足以导致开裂。当温度低于

时，氢在金属内部的扩散

受到抑制，难以聚集而形成一定的压力。因此，当温度高于或低于上述范围时，一

第七章焊接缺陷的产生及防止