摘要：以低中碳含量配以适当合金元素和淬火回火等处理的低合金高强度钢广泛用于海洋民用和军用的各种工程结构设备的零部件。实践表明，这类钢对应力腐蚀破裂敏感。只要环境中有水甚至潮湿大气均可引起破裂，所谓的应力腐蚀介质特定性几乎不存在。破裂可发生在产品制造、检测、存放和使用过程中，从而影响设备的安全可靠性。由于其引发破裂的环境的广泛性，从材料角度探索应力腐蚀敏感性控制因素和提高抗力的方法具有重要意义。国际上关于控制因素的常见观点是屈服强度控制说和原奥氏体晶界杂质元素偏聚控制说。屈服强度控制观点基于应力腐蚀抗力一般随屈服强度升高而下降的宏观规律，认为钢的屈服强度决定了裂尖的水静应力水平，从而影响氢在裂尖的聚集程度，因此决定应力腐蚀和氢脆抗力。杂质偏聚控制观点认为杂质元素S、P在原奥氏体晶界的偏聚使该晶界在应力腐蚀环境中脆化，从而导致沿晶低应力破裂，因此，杂质偏聚程度控制破裂敏感性。然而这些理论观点都有不少难以解释的事实。

本工作首先选取不同含碳量的CrMo系列钢，主要采用断裂力学、高灵敏俄歇电子探针和扫描/透射电子显微镜等技术，就模拟海水中应力腐蚀抗力和破裂方式、屈服强度、晶界特性和晶内显微组织随含碳量和回火温度的变化关系进行了测试分析，提出了碳化物分布尤其是原奥氏体晶界上存在的电镜也难以发现的碳化物微层对高强钢应力腐蚀破裂行为有控制作用的新理论观点，可以更多更好地解释事实。该观点在民用和军用的若干高强钢如30Cr3SiNiMoV、37SiMnCrMoV和30CrMnSiA以及弹簧钢65Mn在各种环境的应力腐蚀和氢脆行为上得到了验证。
 
关键词：高强度结构钢；应力腐蚀破裂；晶界；沿晶断裂；强度
 

图1. CrMo系列钢应力腐蚀破裂敏感性和强度随含碳量和回火温度变化关系

图2. 证明CrMo系列钢淬火态晶间存在碳化物微层的俄歇谱