延遲斷裂原因分析及預(yù)防措施(已修改)
2025-06-07 07:58 本頁面
【正文】 延遲斷裂 (氫脆化）原因分析及預(yù)防措施 1 氫脆現(xiàn)象 2 氫脆原理 3 裂紋形貌 4 氫脆失效的根本原因及共同特性 5 為防止延遲斷裂質(zhì)量事故之預(yù)防措施 1 氫脆現(xiàn)象 氫脆通常表現(xiàn)為應(yīng)力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象 ,在熱處理、清洗、磷化處理、電鍍、自身催化過程中，以及在服役環(huán)境中，由于陰極保護的反作用或腐蝕的反作用，氫離子都可能進入基體。在加工過程中，氫離子也可能進入，如輾制螺紋、機加工和鉆削中因不適當(dāng)?shù)臐櫥鵁?，還有焊接工序，零件經(jīng)機械加工、磨削、冷鐓成型或冷拔后，尤其再進行淬硬熱處理，則極易受氫脆破壞。氫脆的潛在傾向與產(chǎn)品表面處理及鋼材內(nèi)碳含量以及產(chǎn)品的硬度有關(guān) ,且成正比。當(dāng)產(chǎn)品脆性增加和表面處理（電鍍電解化學(xué)反應(yīng)）是造成氫脆化的主要因素。 2 氫脆原理 延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應(yīng)力集中的部位擴散聚集 ,應(yīng)力集中部位的金屬缺陷較多 (原子點陣錯位、空穴等 )。氫擴散到這些缺陷處 ,氫離子合成氫原子，氫原子合成氫分子 ,產(chǎn)生巨大的壓力 ,這個壓力與材料內(nèi)部的殘留應(yīng)力及材料所承受的外加應(yīng)力 ,組成一個合力 ,當(dāng)這合力超過材料的屈服強度 ,就會導(dǎo)致斷裂發(fā)生。氫脆化既然與氫的擴散有關(guān) ,擴散是需要時間的 ,擴散的速度與氫濃度、溫度和材料的種類有關(guān)。因此 ,氫脆化通常表現(xiàn)為延遲斷裂。氫原子具有最小的原子半徑 ,容易在鋼、銅等金屬中擴散 ,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫的擴散比較困難。 2 氫脆原理 鍍鎘層是最難擴散的 ,鍍鎘時產(chǎn)生的氫 ,最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層 ,很難向外擴散 ,去氫特別困難。經(jīng)過一段時間后 ,氫擴散到金屬內(nèi)部 ,特別是進入金屬內(nèi)部缺陷處的氫 ,就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當(dāng)緩慢 ,所以需要即時加熱去氫。溫度升高 ,增加氫在鋼中的溶解度 ,過高的溫度會降低材料的硬度 ,所以鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫的溫度選擇 ,必須考慮不致于降低材料硬度 ,不得處于某些鋼材的脆性回火溫度 ,不得破壞鍍層本身的性能。 3 裂紋形貌 氫脆斷口與其它脆性斷口很相似 ,很容易混淆 ,因此在進行失效分析時應(yīng)慎重對待斷口失效模式。氫脆裂紋通常是單一裂紋 ,沒有明顯的分叉。裂紋可以是穿晶的 ,也可以是沿晶的 ,還可以是混合的。高強度材料和有雜質(zhì)的材料出現(xiàn)沿晶斷口的可能性大 ,這時的晶界
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