在工程實際中,沿晶界脆性斷裂引起許多重大事故,預報和控制這些晶界脆性斷裂,至今仍然是國際上面臨的挑戰(zhàn)。晶界偏聚與晶界脆化對材料脆性斷裂有很重要的影響并越來越多地引起材料研究人員的重視。本文介紹了晶界偏聚理論的發(fā)展過程;簡要介紹了Cr-Mo鋼的研究發(fā)展過程及其幾種主要失效形式;簡要介紹了幾種主要的表面分析技術(shù)。溶質(zhì)元素在晶界發(fā)生偏聚會導致晶界狀態(tài)的改變從而影響工程材料的力學行為,溶質(zhì)原子的晶界偏聚可分為平衡晶界偏聚和非平衡晶界偏聚兩類。P元素在晶界偏聚是引起晶界脆性的重要因素之一,而其偏聚又受溫度、應力、輻照和其它元素的影響。本文主要討論了合金元素Mo對P偏聚的影響。本文試樣選用2.25Cr1Mo鋼,先將試樣在920℃正火50min并空冷,再在氬氣氣氛下于980℃奧氏體化30min后,水冷至室溫,然后在650℃回火處理2h,水冷至室溫,隨后進行不同的時效處理。利用俄歇能譜儀測出在不同熱處理條件下P和Mo的晶界濃度。利用實驗數(shù)據(jù),在平衡晶界偏聚理論的基上研究了P和Mo晶界偏聚的熱力學參數(shù)和P-Mo相互作用。實驗結(jié)果表明,在480℃時效時,P偏聚在800h時尚未達到平衡,而Mo偏聚在800h時已經(jīng)達到平衡;在520℃時效時,P和Mo偏聚在500h時都已達到平衡;在560℃時效時,P和Mo偏聚在100h時都已達到平衡。在2.25Cr1Mo鋼中,P和Mo平衡晶界偏聚的標準摩爾自由能分別約為38kJ·mol^-1和17kJ·mol^-1,它們的偏聚摩爾熵很小;P-Mo相互作用很弱。