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緊固件氫脆斷裂特性及裂紋失效分析

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2020-08-11 14:05:12【

氫脆是一種材料吸氫引起的強(qiáng)度及塑性大幅下降產(chǎn)生的斷裂現(xiàn)象,金屬材料受氫的影響引起嚴(yán)重脆化,施加很小應(yīng)力就出現(xiàn)裂紋,產(chǎn)生氫脆斷裂現(xiàn)象。

氫的來源有兩種:內(nèi)含或外來,前者指材料在冶煉過程或產(chǎn)品加工過程(酸洗、電鍍等等)中吸收的氫;后者指在使用環(huán)境中所吸收的氫。當(dāng)氫含量高于10ppm時,沒有外部應(yīng)力的作用也會出現(xiàn)裂紋。

電鍍緊固件未作除氫處理或除氫操作不當(dāng),在與配件緊固后,當(dāng)時或過一段時間就會出現(xiàn)掉頭或脆性斷裂現(xiàn)象,導(dǎo)致氫脆斷裂;后者經(jīng)過一段時間出現(xiàn)的開裂,又叫 “氫致遲滯斷裂”。

高強(qiáng)度緊固件的氫脆斷裂,是指在低于抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力作用下,氫誘發(fā)的脆性斷裂。材料強(qiáng)度越高,氫脆敏感性越大。

以氫脆為斷裂機(jī)理的緊固件中,如果材料強(qiáng)度越高,內(nèi)應(yīng)力越大,局部高應(yīng)力處氫的富集程度就越大,則抗應(yīng)力腐蝕斷裂的能力就越低。

氫脆的特征:斷裂多數(shù)是穿晶的,也有沿晶的;斷口為解理斷口,具有冰糖塊狀特征;微觀斷口具有顯微孔洞、雞爪狀花樣,見圖10-2、圖10-3。

圖10-2 氫脆斷裂斷口形貌 圖10-3 氫脆斷裂斷口形貌

10-2 氫脆斷裂斷口形貌       10-3 氫脆斷裂斷口形貌

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