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。