氫在鋼中經(jīng)常導(dǎo)致氫脆和開裂,今天主要探討氫致開裂酌壕。
氫致開裂呻惕,英文名 Hydrogen-induced cracking (HIC)卿拴。氫致開裂通常發(fā)生在水溶液中寝受,由于氫通過擴散進入鋼的基體中妻熊,導(dǎo)致鋼發(fā)生脆化和開裂。氫致開裂常常是因為在成型或精加工過程中偶然因素導(dǎo)致氫進入鋼的基體。它通常受三方面因素影響其垄,材料的性能、環(huán)境因素和應(yīng)力因素喜滨。
在第二次世界大戰(zhàn)期間捉捅,英國皇家空軍一架噴火戰(zhàn)斗機由于機械故障從空中墜落,飛行員當(dāng)場斃命虽风。這個事當(dāng)局非常重視棒口,失事飛機的零件全部被收集起來,并成立了專門的調(diào)查組調(diào)查飛機失事的原因辜膝。飛機失事起因了主軸斷裂无牵,在斷裂主軸內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了很多細(xì)小的裂紋,當(dāng)時稱為發(fā)紋厂抖。
大約在1940年前后茎毁,中國科學(xué)院金屬研究所的創(chuàng)建者李薰先生博士畢業(yè)后開始在英國謝菲爾德大學(xué)開始從事這項研究工作,解決這個問題的前提條件是如何定量測試和分析鋼中的氫含量忱辅。隨后七蜘,李薰先生發(fā)明了定氫儀,用于測定鋼中的氫含量墙懂。最終證明是氫引起了飛機主軸的斷裂橡卤。李薰先生也成為氫致開裂領(lǐng)域的創(chuàng)始人。
含有鉻损搬、鎳的高強鋼對氫很敏感碧库,碳含量較高的鋼氫致開裂的傾向更大,低碳鋼不易發(fā)生氫致開裂巧勤,組織致密的鍛件比組織疏松的鑄件更易發(fā)生氫致開裂嵌灰。氫原子滲透到鋼內(nèi)部以后,會降低晶粒間的原子結(jié)合力颅悉,使鋼材的韌性下降沽瞭。
氫致開裂的斷口與其它脆性斷口很相似,高強材料容易出現(xiàn)沿晶斷口剩瓶。對于低碳鋼秕脓,在沿晶的小刻面上容易出現(xiàn)細(xì)小的,發(fā)育不完整的韌窩儒搭,有人稱為“雞爪紋”。
氫致開裂具的滯后性芙贫,對于焊接構(gòu)件搂鲫,氫致開裂的發(fā)生具有突然性,會對人身和財產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅磺平,需要引起高度重視魂仍。
爆炸事故
如何消除金屬中的氫是大家最關(guān)心的問題拐辽。某些鋼材或用于特殊條件下的零件,必須進行除氫處理擦酌,例如飛機上使用的鍍鋅件都要經(jīng)過除氫處理俱诸。彈性零件和高強度鋼上鍍鋅也需要進行除氫。除氫采用加熱處理法將氫從零件內(nèi)部趕出去赊舶。除氫效果與除氫溫度睁搭、保溫時間有關(guān)。溫度高笼平,時間長除氫越徹底园骆。
通常,可以將欲除氫的構(gòu)件放置在真空烘箱內(nèi)寓调,在200~250℃溫度下處理2~3h锌唾。熱油中除氫能獲得與在烘箱中除氫具有同樣的效果,受熱均勻夺英,對設(shè)備要求也更為簡單晌涕。
來源:熱處理生態(tài)圈