氫脆是指鋼材中的氫會使材料的力學性能脆化,這種現象稱為氫脆,主要發(fā)生在碳鋼和低合金鋼中。
氫在常溫下對鋼沒有明顯的腐蝕,但當溫度在200~300℃、壓力為30MPa時,氫會擴散入鋼內,與滲碳體進行化學反應而生成甲烷,使鋼脫碳并產生大量的晶界裂紋和鼓泡,從而使鋼的軔性顯著降低,并且產生嚴重的脆化。它是由于溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應力集中,超過鋼的強度極限,在鋼內部形成細小的裂紋,又稱白點。
氫脆只可防,不可治。氫脆一經產生,就消除不了。
在材料的冶煉過程和零件的制造與裝配過程(如電鍍、焊接)中進入鋼材內部的微量氫(10-6量級)在內部殘余的或外加的應力作用下導致材料脆化甚至開裂。 在尚未出現開裂的情況下可以通過脫氫處理(例如加熱到200℃以上數小時,可使內氫減少)恢復鋼材的性能。
因此內氫脆是可逆的。
答:壓力容器的氫脆(或稱氫損傷)是指它的器壁受到氫的侵蝕,造成材料塑性和強度降低,并因此而導致的開裂或延遲性的脆性破壞。
高溫高壓的氫對鋼的損傷主要是因為氫以原子狀態(tài)滲入金屬內,并在金屬內部再結合成分子,產生很高的壓力,嚴重時會導致表面鼓包或皺折;氫與鋼中的碳結合,使鋼脫碳,或使鋼中的硫化物與氧化物還原。 造成壓力容器氫脆破壞的氫,可以是設備中原來就存在的,例如,煉鋼、焊接過程中的濕氣在高溫下被還原而生成氫,并溶解在液體金屬中。
或設備在電鍍或酸洗時,鋼表面被吸附的氫原子過飽和,使氫滲入鋼中;也可以是使用后由介質中吸收進入的,例如在石油、化工容器中,就有許多介質中含氫或含混有硫化氫的雜質。 鋼發(fā)生氫脆的特征主要表現在微觀組織上。
它的腐蝕面??梢姷戒摰拿撎艰F素體,氫脆層有沿著晶界擴展的腐蝕裂紋。腐蝕特別嚴重的容器,宏觀上可以發(fā)現氫脆所產生的鼓包。
介質中含氫(或硫化氫)的容器是否會發(fā)生氫脆,主要決定于操作溫度、氫的分壓、作用時間和鋼的化學成分。 溫度越高、氫分壓越突,碳鋼的氫脆層就越深,發(fā)生氫脆破裂的時間也越短,其中溫度尤其是重要因素。
鋼的含碳量越高,在相同的溫度和壓力條件下,氫脆的傾向越嚴重。鋼中添有鉻、鈦、釩等元素,可以阻止氫脆的產生。
答:氫破壞主要有局部裂紋(或氫鼓泡)和氫脆化兩種形式。
對金屬起破壞作用的主要是原子氫。在金屬材料中受原子氫侵入的條件很多,如酸腐蝕、陽極保護、與石油接觸、在潮濕天氣中焊接和電鍍等都能在金屬中產生原子氫,或者常受氫氣作用的設備在一定的條件(即一定的壓力和溫度)下,也會發(fā)生嚴重的氫破壞(腐蝕)。
提高鋼材抗氫脆能力的方法如下:①在鋼中加入一些合金元素,如鉻、鉬、鎢、鈷、釩、鈮等,形成穩(wěn)定的碳化物,防止氫與鋼中的碳作用。②降低鋼中的碳含量,以減輕氫對碳的作用。
③控制容器壁溫,使金屬的溫度低于氫脆的開始溫度。
緊固件的開發(fā)設計最重要的環(huán)節(jié)是質量管控,從進料到成品出貨有幾大關口,這幾大關口有不同的檢驗方式。
首先進料有相關是外觀、尺寸、元素、性能、有害物質檢測等等;過程方面更多的是外觀、尺寸、敲擊實驗、鍛流線;熱處理更多的是外觀、硬度、扭矩、拉力、金相等等;表面處理更多的是一些氫脆測試、鍍層、鹽霧等,包括出貨有一個有害物質檢測。 在尺寸、外觀檢測上,常見的是二次元、輪廓測量儀、三坐標測量儀、影像分選機(這個是個全選機);力學和化學檢測上,主要有硬度機(洛式和維氏)、拉力機、金相顯微鏡;材料檢測上,有一個光譜分析儀、鹽霧試驗機。
緊固件,是作緊固連接用且應用極為廣泛的一類機械零件。 緊固件,使用行業(yè)廣泛,包括能源、電子、電器、機械、化工、冶金、模具、液壓等等行業(yè),在各種機械、設備、車輛、船舶、鐵路、橋梁、建筑、結構、工具、儀器、化工、儀表和用品等上面,都可以看到各式各樣的緊固件,是應用最廣泛的機械基礎件。
它的特點是品種規(guī)格繁多,性能用途各異,而且標準化、系列化、通用化的程度也極高。 因此,也有人把已有國家標準的一類緊固件稱為標準緊固件,或簡稱為標準件。
氫脆的發(fā)生原因,必須具備兩個條件; 其一是有氫的發(fā)生源;其二是對象金屬對氫敏感,能以不同的形式與作用改變金屬的一些性能。
從金屬活動順序可知,排在氫前面的金屬在腐蝕時都會伴隨有氫的析出。一般有加硬且要求酸性電鍍的產品都需除氫; 由此: 問題1——看的你螺釘是否有經過熱處理,如果有加硬且要磷化處理,那么要除氫,因為磷化處理的主要溶液是磷酸鹽,呈酸性,含氫分子多,易氫脆;如果螺絲釘未加硬而磷化,那么可以不用除氫,因為未加硬的螺絲釘,其殘留應力不多,韌性足夠,不會造成氫脆斷裂; 問題2——拉絲溫度200度不會造成氫脆斷裂,因為200度的問題不足以改變螺絲內部的材料結構,需要400以上的溫度才會造成氫脆,也就是相當于熱處理過的螺絲才會造成氫脆現象。
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