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[试验检测仪器设备施工方案]紧固件氢脆试验的检测和预防方案

作者:初夏      发布时间:2021-04-19      浏览量:0
紧固件氢脆试验对紧固件的性能特别是高强度

紧固件氢脆试验对紧固件的性能特别是高强度螺栓的性能检测具有非常重要的地位,随着我国桥梁、航空和汽车领域近年来取得了长足的进步,对高强度螺栓氢脆的检测需求也越来越旺盛。本次分析高强度螺栓氢脆断裂的试验方法和具体因素。

试验方法主要分为氢检测法和力学试验法两种试验方法,根据被检测螺栓材质的不同,使用的试验方法也不同。

氢探测法。用于发现钢中原子氢并测量其含量。氢检测法是通过控制产品和制造技术中的氢含量,实现氢脆风险的控制,包括物理检测法、电化学法、气泡法。气泡法是比较快、简单的试验方法,常用于紧固件工厂,但该方法与其他氢检测方法相同,只能看其中是否含有氢,但其氢含量是否足以判断氢脆。

力学检测法。根据加载方式和检查过程,这些方法分为应力持续法、间隙拉伸试验、慢应变速度拉伸试验、弯曲试验和阶段性加载试验5种。间隙拉伸试验、慢应变速率拉伸试验和弯曲试验主要针对材料和技术,应力持久法常用于螺栓加工过程中的氢脆敏感性检验,阶段性加力试验是根据应力持续法发展的加速试验方法,试验过程比较复杂,对试验仪器的要求也很高。

从预防氢脆的角度来看,

(1)、减少金属中氢渗入的数量

必须尽量减少高强度/高硬度钢制紧固件的酸洗。因为酸洗会加剧氢脆。除锈和氧化皮时,尽量采用喷砂抛丸的方法,洛氏硬度等于HRC32以上的紧固件进行酸洗时,制定酸洗技术时,必须确保零件浸泡在酸中的时间最长不超过10分钟。

尽量降低酸液的浓度,在保证部件浸泡在酸中的时间不超过10分钟的除油时,采用洗涤剂和溶剂除油等化学除油方式,加氢量少,采用电化学除油时,阴极后阳极,高强度部件不允许阴极电除油的热处理时,严格控制甲醇和丙烷的滴注量

(2)、采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀层

一般认为,在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时,渗入钢的氢容易残留,但Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,氢溶解少。在满足产品工艺条件要求的情况下,可采用机械镀锌或无铬锌铝涂层等不会产生氢化的涂层,不会产生氢脆、耐腐蚀性高、附着力好、环保于电镀。

(3)、电镀前去应力和电镀后去氢消除氢脆的危险

零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力大时,电镀前应进行回火处理,回火消除应力实际上可以减少零件内的陷阱数量,减少氢脆的危险。

⑴控制镀层厚度

由于镀层复盖在紧固件表面,镀层在一定程度上发挥氢扩散屏障的作用,阻碍氢扩散到紧固件外部。镀层厚度超过2.5μm时,氢从紧固件中扩散非常困难。因此,硬度<32HRC的紧固件,镀层厚度为12μm的硬度≥32HRC的高强度螺栓,镀层厚度为8μmax。这就要求在产品设计的时候,一定要考虑到高强螺栓的氢脆风险,合理的选择镀层种类和镀层厚度。

一般情况下,除局部淬硬型扣件外,硬度超过49HRC的高强度钢件不允许采用镀层表面处理形式。