在空氣中和21MPa（3000psi）氣體氫環(huán)境中，對優(yōu)化鋼和未優(yōu)化鋼進(jìn)行了疲勞裂紋擴(kuò)展速率（FCGR）的測試。CT試樣的W=45mm和B=19mm，從鋼板加工得到。一半試樣為T-L取向，一半試樣為L-T取向，其中第一個(gè)字母表示加載方向，第二個(gè)字母表示裂紋擴(kuò)展方向。L為縱向，即板材軋制方向，T為橫向軋制方向。所有的試樣都有裂紋延伸到板的厚度上。
可以得出以下結(jié)論:
1.在實(shí)驗(yàn)室中成功地制備了具有良好清潔度和無帶狀組織的占主導(dǎo)地位的多邊形鐵素體組織，該組織具有不同的橫截面鐵素體晶粒尺寸和不同的分布狀況。
2.這將允許適當(dāng)評(píng)估橫斷面鐵素體晶粒尺寸/分布對延性性能的影響，如給定組織在空氣和高壓氣態(tài)氫中的疲勞性能。
3.夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種鋼的使用無差異，符合從低碳、低硫潔凈鋼所生產(chǎn)的多邊形鐵素體組織的預(yù)期，但未經(jīng)優(yōu)化的鋼，雖然具有相同的清潔度質(zhì)量水平，由于橫截面鐵素體晶粒尺寸/非均質(zhì)性的差異，脆性轉(zhuǎn)變溫度要高25℃，比優(yōu)化后的鋼低溫韌性差。
4.初始裂紋試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后鋼的斷裂韌性明顯高于未優(yōu)化的鋼。
5.空氣環(huán)境中疲勞試驗(yàn)結(jié)果如下：
隨著ΔK的增加，未優(yōu)化鋼的裂紋擴(kuò)展速率比優(yōu)化鋼表現(xiàn)出更大的發(fā)散性。
低強(qiáng)度未優(yōu)化鋼的裂紋擴(kuò)展速率比生產(chǎn)的具有各種貝氏體組織相高強(qiáng)度X70鋼的裂紋擴(kuò)展速率高，低強(qiáng)度優(yōu)化鋼的貝氏體含量為10%的X70產(chǎn)品的裂紋擴(kuò)展率較低，與針狀鐵素體組織含量為10%的X70產(chǎn)品的裂紋擴(kuò)展率相似。
6.在高壓氫氣（21mpa，3000psi）環(huán)境下的疲勞試驗(yàn)結(jié)果如下：
優(yōu)化后的鋼比未優(yōu)化的鋼在氫環(huán)境下的抗裂紋擴(kuò)展能力有了很大的提高。
在相似的氫氣壓力下，與兩種較高碳不同組織的鋼比較優(yōu)化后的鋼的疲勞裂紋擴(kuò)展速率，多邊形鐵素體/針狀鐵素體略粗（平均橫截面鐵素體晶粒尺寸在10-15μm范圍內(nèi)）和較不均勻晶粒尺寸的X70表現(xiàn)明顯更好，而未優(yōu)化的鋼與相同的兩種X70鋼的性能相同。
優(yōu)化和未優(yōu)化(空氣環(huán)境和高壓氫氣環(huán)境中)數(shù)據(jù)顯示了優(yōu)化合金在21MPa（3000psi）氣態(tài)氫壓力下的性能，在低?Ks情況下，優(yōu)化的鋼在21MPa（3000psi）壓力下抗裂紋擴(kuò)展性能與空氣環(huán)境下的是一樣好或者更好。
7.在相同的合金設(shè)計(jì)、微觀組織和強(qiáng)度的水平下，在空氣環(huán)境中和高壓氫氣環(huán)境中均表明了橫截面晶粒尺寸/均勻性對疲勞裂紋擴(kuò)展速率的重要性。
