一、氫脆
1氫脆現(xiàn)象
氫脆通常表現(xiàn)為應力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象。曾經(jīng)出現(xiàn)過汽車彈簧、墊圈、螺釘、片簧等鍍鋅件,在裝配之后數(shù)小時內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂,斷裂比例達百分之四十之百分之五十。某特種產(chǎn)品鍍鎘件在使用過程中曾出現(xiàn)過批量裂紋斷裂,曾組織過全國性攻關(guān),制訂嚴格的去氫工藝。另外,有一些氫脆并不表現(xiàn)為延遲斷裂現(xiàn)象,例如:電鍍掛具(鋼絲、銅絲)由于經(jīng)多次電鍍和酸洗退鍍,滲氫較嚴重,在使用中經(jīng)常出現(xiàn)一折便發(fā)生脆斷的現(xiàn)象;有的淬火零件(內(nèi)應力大)在酸洗時便產(chǎn)生裂紋。這些零件滲氫嚴重,無需外加應力就產(chǎn)生裂紋,再也無法用去氫來恢復原有的韌性。
2氫脆原理
延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應力集中的部位擴散聚集,應力集中部位的金屬缺陷多(原子點陣錯位、空穴等)。氫擴散到這些缺陷處,氫原子變成氫分子,產(chǎn)生巨大的壓力,這個壓力與材料內(nèi)部的殘留應力及材料受的外加應力,組成一個合力,當這合力超過材料的屈服強度,就會導致斷裂發(fā)生。氫脆既然與氫原子的擴散有關(guān),擴散是需要時間的,擴散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關(guān)。因此,氫脆通常表現(xiàn)為延遲斷裂。
氫原子具有非常小的原子半徑,容易在鋼、銅等金屬中擴散,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫的擴散比較困難。鍍鎘層是難擴散的,鍍鎘時產(chǎn)生的氫,原本停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層,很難向外擴散,去氫特別困難。經(jīng)過一段時間后,氫擴散到金屬內(nèi)部,特別是進入金屬內(nèi)部缺陷處的氫,就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當緩慢,所以需要即時加熱去氫。溫度升高,增加氫在鋼中的溶解度,過高的溫度會降低材料的硬度,所以鍍前去應力和鍍后去氫的溫度選擇,必須考慮不致于降低材料硬度,不得處于某些鋼材的脆性回火溫度,不破壞鍍層本身的性能。
二、電鍍以后為何要去氫脆?
電鍍以后為何要去氫脆?主要原因是電鍍工藝中導致的金屬“氫化”現(xiàn)象造成 的,而你用的不合格品呢并不是電鍍工藝本身有問題,因為電鍍(真空鍍除外)本來就會造成金屬氫化,但是目前有許多金屬表面處理商都去掉了末尾一個工藝(特別是對于彈性元件很致命的):那就是“去氫處理”工藝,也就是說正常情況下,對于有強度要求的金屬零件需要完成去氫后才能交給用戶的,但是為了節(jié)省生產(chǎn)成本,而用戶又不懂的情況下或者從來沒有要求過、驗收過的情況下,省略這一工藝可以節(jié)省5~15%的成本呢。所以你感覺到電鍍后的螺栓、彈墊等零件在電鍍處理后“變脆”了。
一般地說:對于有強度要求的金屬零件的去氫處理要求是:120度~220度高溫保持1~2小時(電鍍結(jié)束后),具體情況需要按照零件要求來控制。