高强度钢零件环境氢脆的成因和预防措施

本文概括了国内外有关资料报导和工厂生产实践,指出高强度钢零件在含氢的环境介质中使用时,吸氢是导致环境氢脆的根源,环境氢脆成因除钢的化学成分和强度水平外,也是环境条件、原始含氢量、吸氢量、表面状况、拉应力和组织类型综合影响的结果,阐述采取添加缓蚀剂、表面防护、喷丸处理和适宜的热处理工艺方法,可以显著地降低环境氢脆的敏感性,有效的减少或堵绝环境氢脆事故。在高强度钢零件加工和使用的过程中,氢脆断裂是常见的失效形式。按照钢中氢的来源,可将氢脆分成反应性氢脆、内部可逆性氢脆和环境氢脆三种不同类型。反应性氢脆是在高温高压的条件下,由于钢与氢发生脱碳等化学反应,而引起的不可逆性氢脆:内部可逆性氢脆是零件在制造的加工过程中,由于吸氢引起的氢脆,只要零件尚未形成氢裂用脱氢处理可使脆性消失;环境氢脆是成品零件装配使用后,由于在含氢的环境介质中吸氢,而引起的氢脆断裂现象。尽管环境氢脆也是一种可逆性的氢脆,但因零件装配使用时,不能使用常规的脱氢方法除氢,所以往往在断裂事故发生后的故障分析中才被鉴别,致使这种可逆性氢脆的不可逆损伤行为,探讨它的成因和预防措施有更加重要的意义。由于钢的化学成分和强度水平通常难以改变,因此本文分析环境氢脆成因时,侧重于环境介质中的吸氢、拉应力和组织类型;阐述预防措施时,着重于工厂生产实践中已经应用的方法。     

金属涂镀技术的发展现状

一、金属涂镀技术在国外的发展涂镀工艺是在电镀、刷镀、接触镀,修理镀等老工艺的基础上,进一步试验研究发展起来的新工艺。这种新技术的工艺方法原理与电镀相似,但取消了电镀槽,实现了“无槽电镀”。它在老的电镀工艺上,三方面有较大的突破,即溶液、电源及涂镀工具。     

基于PLC的电镀行车控制系统设计

电镀专用行车是通过行车带动吊钩前后运动及吊钩的升降运动来实现电镀的过程的。行车带动吊钩前进/后退分别经过电镀槽、回收液槽、清水槽,当分别到每个槽上方时,由限位开关通知PLC发出控制指令使吊钩下降,当下降到槽中时又开始定时电镀。定时结束后,吊钩上升,上升后还需定时停留一段时间让多余的液体流回槽中才能走向下一个槽,当从清水槽上滴液结束后行车返回原位。     

镀镍铬零件镀后热处理

一些零件在镀装饰性暗镍、亮镍、铬镀层后,需在零件上滚压出V型环状槽时,约有20％～40％的零件在V型槽处开裂、起皮。经分析,一是因为零件在除油酸洗中,零件基体渗氢,在镀暗镍中使结合力变差;另一方面电镀电流密度过大,镀铬阴极电流效率低,析氢严重,镀层中吸氢程度较大。大量的氢原子进入镀层内,使镀层晶格歪扭,内应力增大,整个镀层脆性增大。因而在变     

电沉积金刚石钻头的研制

本文介绍采用Ni-Co合金电镀液，通过复合电镀方法在麻花钻头表面沉积一层或多层金刚石磨料，对电镀过程中各主要工艺参数的影响进行了试验研究，确定了电镀最佳工艺参数。试验结果表明，所获得的金刚石钻头可以用于玻璃、铁氧体、玛瑙、石材、陶瓷等硬脆性材料的钻削加工。本文对加工机理作了初步分析。     

螺栓断裂原因实验与分析

螺栓头部容易产生断裂。采用硬度试验机、金相显微镜及氢脆试验等手段对失效的螺栓与未失效的螺栓进行对比分析,结果表明该螺栓的失效为氢致断裂。由于热处理的工艺不当,渗碳层过深,导致过多的氢滞留在螺栓基材的内部,在随后的回火过程中氢不易扩散,是导致螺栓氢脆断裂的主要原因。后续的电镀工艺中未及时进行有效的去氢,更加重了氢脆断裂的风险。     

电沉积金刚石钻头工艺研究

本文采用Ｎｉ－Ｃｏ合金电镀液，通过电学积方法在麻花钻头表面沉积一层或多层金刚石磨料，试验结果表明，所获得的金刚石钻头可以用于玻璃，铁氧体，玛瑙，石材，陶瓷等硬脆性材料的钻削加工，本文对电镀过程中各主要工艺参数的影响进行了试验研究，成化了电沉积工艺参数，并初步分析了加工硬脆性材料的机理。     

洗衣机用自攻螺钉的断裂分析

采用原子发射光谱仪、显微硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等对洗衣机用PH-INT-PC 4×14.5自攻螺钉的断裂原因进行了分析。结果表明:螺钉断裂是由于在酸洗、电镀过程中造成的渗氢及随后去氢处理不完全所引起的氢脆断裂;改进酸洗和电镀工艺,在镀锌后尽快进行去氢处理,可防止自攻螺钉发生氢脆断裂。     

向您介绍高校科技成果

机械镀锌 传统的镀锌方法是采用电镀和热浸等,而该项目则采用机械滚动的方法。这种方法是在特殊的滚筒内加入玻璃珠、锌粉促进剂和分散剂等,在零件表面获得均匀的镀锌层。其主要优点是投资少、成本低、效率高、无污染、镀层为低氢脆、外观光亮且抗蚀性强,特别适用于要求具有低氢脆性能的标准件镀锌。 该项目技术转让包括设备设计、提供工     

电沉积金刚石钻头工艺研究

本文采用Ni-Co合金电镀液,通过电沉积方法在麻花钻头表面沉积一层或多层金刚石磨料,试验结果表明,所获得的金刚石钻头可以用于玻璃、铁氧体、玛瑙、石材、陶瓷等硬脆性材料的钻削加工.本文对电镀过程中各主要工艺参数的影响进行了试验研究,优化了电沉积工艺参数,并初步分析了加工硬脆性材料的机理.     

高强度螺栓断裂失效分析

对某航空设备高强度螺栓的断裂原因进行了分析.结果表明:该螺栓在电镀过程中吸入了氢,在应力作用下发生了氢脆断裂.对钢中的氢陷阱及高强钢的除氢处理进行了讨论.     

基于DOE的军用飞机电镀镉钛工艺稳健性研究

军用飞机起落架主要结构件大量采用镀镉钛层对其基体进行防护,电镀镉钛工艺参数对镉钛层的厚度及耐蚀性影响尤为重要。采用试验设计(DOE)方法,应用MINITAB软件进行主效应图、交互作用图、立方图分析及统计分析,确定了影响工艺稳健性的主要因素。根据分析结果进行试验验证,证明采用优选的工艺参数电镀镉钛时过程能力得到了大幅提升。     

T225NG钛合金氢脆行为的研究

通过渗氢试样的常温力学性能试验和双悬臂梁试样在高温高压高纯水中的腐蚀试验来研究T225NG钛合金的氢脆行为。研究结果表明:T225NG钛合金在空气和高温高压高纯水的环境下具有良好的抗氢脆性能; T225NG 钛合金的氢脆属于氢化物脆性,这是由于T225NG钛合金中渗入的氢导致氢化物的析出引起的;T225NG钛合金表面氧化膜对它优良的抗氢脆性能起了决定性的作用。     

高压气瓶用34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素

为保证具有氢脆风险的高压气瓶的安全使用,对国内两个钢厂生产的高压气瓶用34CrMo4钢进行了化学成分分析、力学性能测试和抗氢脆性能试验,对比研究了不同厂家34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素。结果表明:不同钢厂生产的34CrMo4钢中的主要化学成分基本一致,但由于钢中气体元素氧、氮、氢,有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量,非金属夹杂物级别,以及钢的冲击性能相差较大,导致其通过氢脆试验的抗拉强度不同,分别为901,968 MPa,对应的最大氢脆化指数分别为1.93,1.92;对具有氢脆风险的高压气瓶,除应限定材料最大抗拉强度与屈强比外,还应限定有害元素磷、硫和微量元素(钒+铌+钛+硼+锆)的含量。     

30CrMnSiNi2A钢在热处理、表面处理时的吸氢

吸氢是导致零件在加工或使用时产生氢脆或氢裂的根源。钢在冶炼时、热加工时、表面处理时以及在氢气气氛中或其它含氢介质中使用时都会造成吸氢。氢脆或氢裂的敏感性是随着钢的强度增加而加大的。30CrMnSiNi2A钢使用的强度范围在140～180公斤·力/毫米~2,是一种常用的超高强度钢。按现行工艺方法,用30CrMnSiNi2A钢制成的零件中含氢量通常高于原材料中的含氢量,而热处理和表面处理工序是造成吸氢的重要环节。分析造成吸氢的工艺条件及吸氢后对性能的影响。有助于对吸氢机制和脱氢(除氢)方法的研究,并可寻求降低零件含氢量的方法,避免因热处理或表面处理工艺过程不正确     

标准螺栓常见断裂原因及主要特征

在筑养路设备制造过程出现了多起标准螺栓批量断裂事故,针对螺栓断裂的常见原因及主要特征进行了分析、归纳。提出标准件的断裂形式主要为氢脆断裂和脱碳疲劳断裂两种失效形态,并对其断裂特征分别进行了阐述。结果表明:螺栓断裂主要受加工过程工艺因素影响,氢脆断裂是由于电镀驱氢不彻底造成,脱碳疲劳断裂是因热处理工艺不当引起。     

由于氢引起的材料的脆化

由于氢的影响,钢的机械性能会受到损失。这现象在上个世纪就被发现了。现代技术的高度发展,特别是各种武器系统的需要,化学工业的发展及核燃料的被应用,要求强度很高的钢制成的零件在高温、高压、高转速、高应力及各种复杂环境下工作,使由于氢的渗入零件造成的故障愈来愈多。因为氢本身的特性,现在还没有合适的手段,可把氢在引起材料破损过程中的行为满意地记录下来.氢究竟是怎样使材料受到损伤的?现在已经提出了多种氢脆的机理。但它们都是根据所观察到的现象推理而得出的,因而有些观点往往是有分歧的,有的甚至是完全矛盾的。要得到一个更合理的,能全面解释钢的氢脆行为的机理,从而找到防止氢脆事故发生的更有效的措施,还要做大量的工作.因此,氢脆问题的研究,仍然是金属材料科学领域中一个很重要而又是非常活跃的课题。本文就氢脆的主要机理,影响因素及高强度钢的氢脆断口形貌等作一介绍。     

修复机械的新工艺——快速选择性电镀

快速选择性电镀(简称快速电镀),又称刷镀。其特点是,被镀零部件尺寸不受限制,维修工件不要拆卸搬运就可以进行修复处理。并且金属沉积速度很快,比一般槽镀要快10～20倍,电流效率比一般槽镀高3倍左右。由于这种镀法获得的镀层的孔隙率少,氢脆小,结合力牢固,结晶细微,因而被广泛地应用于各行各业。国外快速电镀的单一金属和合金的种类较多,可以进行槽电镀的金属几乎都可进行快速电镀。目前国内主要的快速镀液是铜     

一种零件制造过程工序脆性源评价方法

针对零件制造过程稳定性问题,提出一种零件制造过程工序脆性源评价方法。引入复杂系统理论的脆性理论,根据负荷-容量探索零件制造过程脆性现象;根据人机环境系统工程,从人-机-环境方面对制造过程中的工序影响因素进行分析;为进一步评价分析工序脆性源,构建零件制造过程的人-机-环境脆性模型,并利用改进的模糊层次分析法(FAHP)给出工序脆性激发因子的量化方法,从而确定工序中危险脆性源以及工序加工异常控制点,对零件制造过程的稳定性有所提高。最后,以某航空发动机叶片制造过程为例验证了该方法的有效性。     

硬铬镀层厚度均匀性研究

铬镀层的硬度高,耐磨性好,而且可以在高温下工作,可以广泛地用于需要耐磨的零件和工具、量具、模具,以及修复零件的尺寸.针对硬铬镀层厚度不均匀的问题,通过对电镀铬层电导率、电流密度、槽液温度、槽液循环、电流效率等因素的研究,分析各要素对零件电镀铬层均匀性的影响,指出合理的电流密度为-3000～-6000 A/m2,电镀温度...