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氫致開(kāi)裂(Hydrogen-induced cracking,簡(jiǎn)稱(chēng)為HIC)通常發(fā)生在水溶液中,由于氫通過(guò)擴散進(jìn)入鋼的基體中,導致鋼發(fā)生脆化和開(kāi)裂。氫致開(kāi)裂常常是因為在成型或精加工過(guò)程中偶然因素導致氫進(jìn)入鋼的基體。它通常受三方面因素影響:材料的性能、環(huán)境因素和應力因素。
充氫后樣品表面鼓泡
在第二次世界大戰期間,英國皇家空軍一架?chē)娀饝鸲窓C由于機械故障從空中墜落,飛行員當場(chǎng)斃命。這件事當局非常重視,失事飛機的零件全部被收集起來(lái),并成立了專(zhuān)門(mén)的調查組調查飛機失事的原因。調查組判斷飛機失事起因于主軸斷裂,在斷裂主軸內部發(fā)現了很多細小的裂紋,當時(shí)稱(chēng)為發(fā)紋。
大約在1940年前后,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(kāi)始在英國謝菲爾德大學(xué)開(kāi)始從事相關(guān)研究工作,解決這個(gè)問(wèn)題的前提條件是如何定量測試和分析鋼中的氫含量。隨后,李薰先生發(fā)明了定氫儀,用于測定鋼中的氫含量。最終證明是氫引起了飛機主軸的斷裂。李薰先生也成為氫致開(kāi)裂領(lǐng)域的創(chuàng )始人。
含有鉻、鎳的高強鋼對氫很敏感,碳含量較高的鋼氫致開(kāi)裂的傾向更大,低碳鋼不易發(fā)生氫致開(kāi)裂,組織致密的鍛件比組織疏松的鑄件更易發(fā)生氫致開(kāi)裂。氫原子滲透到鋼內部以后,會(huì )降低晶粒間的原子結合力,使鋼材的韌性下降。
氫致開(kāi)裂的斷口與其它脆性斷口很相似,高強材料容易出現沿晶斷口。對于低碳鋼,在沿晶的小刻面上容易出現細小的,發(fā)育不完整的韌窩,有人稱(chēng)為“雞爪紋”。
氫脆斷口
氫致開(kāi)裂具的滯后性,對于焊接構件,氫致開(kāi)裂的發(fā)生具有突然性,會(huì )對人身和財產(chǎn)構成嚴重威脅,需要引起高度重視。
如何消除金屬中的氫是大家最關(guān)心的問(wèn)題。某些鋼材或用于特殊條件下的零件,必須進(jìn)行除氫處理,例如飛機上使用的鍍鋅件都要經(jīng)過(guò)除氫處理。彈性零件和高強度鋼上鍍鋅也需要進(jìn)行除氫。除氫采用加熱處理法將氫從零件內部趕出去。除氫效果與除氫溫度、保溫時(shí)間有關(guān)。溫度高,時(shí)間長(cháng)除氫越徹底。
通常,可以將欲除氫的構件放置在真空烘箱內,在200~250℃溫度下處理2~3h。熱油中除氫能獲得與在烘箱中除氫同樣的效果,受熱均勻,對設備要求也更為簡(jiǎn)單。
隱石服務(wù)項目: HIC抗氫致開(kāi)裂試驗 SSC硫化氫應力腐蝕試驗 應力導向氫致開(kāi)裂SOHIC試驗 API 622防逸散過(guò)程閥門(mén)填料型式試驗 均勻腐蝕試驗 高溫高壓腐蝕試驗 金屬腐蝕速率檢測 鋁合金晶間腐蝕檢測 中性鹽霧試驗
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