《检测氢脆的方法-（最新版-已修订）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《检测氢脆的方法-（最新版-已修订）（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一般如何测试氢脆？ 为了研究或防止氢脆，需要对金属的氢脆情况进行测试，以获取相关信息。测试氢脆的方法 有好几种，常用的有往复弯曲试验和延迟破坏试验。 (1)往复弯曲试验往复弯曲试验对低脆性材料比较灵敏，可以用来对不同基体材料在经过 相同的电镀工艺处理后的氢脆程度进行比较， 也可以对相同的基体材料上的不同电镀工艺的 氢脆程度进行比较。 这种试验的方法是取一个待测试片， 其尺寸规格为 ： 150mml3mml.5m m，表面粗糙度 Ra=1.6。对试片进行热处理使之达到规定的硬度，然后用往复弯曲机让试 片在一定直径的轴上以一定的速度进行缓慢的弯曲试验，直至试片断裂。弯曲方式有 90。 往复弯曲和
2、l80。单面弯曲两种，以前一种方式应用较多，弯曲的速度是 06.s。如果是 单面弯曲则所取的速度则为 0 13。 s。 评价的方法是将弯曲试验至断裂时的次数乘以角度， 以获得弯曲角度的总和，其角度总值越大，氢脆越小。 测试时要注意以下几点。 试片在进行热处理后如果有变形，应静压校平，不可以敲打校正，否则会使试片的内 应力增加，影响试验结果。 为了防止应力影响，电镀前应进行去应力，在电镀后则要进行除氢处理，这时检测的 是残余氢脆的影响。 弯曲试验时所用的轴的直径的选用很重要，因为评价这种试验结果的量化指标与轴径 有关，对于小的轴径，则弯曲至断裂的次数就会少一些，具体选用什么轴径要通过对基体材 料
3、的空白试验来确定，并且在提供数据时要指明所用的轴径，否则参数没有可比性。 (2)延迟破坏试验延迟破坏试验是一种灵敏度较高的试验方法，适合用于高强度钢制品的 氢脆检测。这种氢脆测试也是在试验 机上进行的， 所用的试验机为持久强度试验机或蠕变试验机， 检测试样在这种试验机上受到 小于破坏程度的应力的作用， 观测其直到断裂时的时间。 如果到规定的时间尚没有发生断裂， 即为合格。 这种试验需要采用按一定要求制作的标准的测试验棒。 并且每次要使用三支同样 条件的试样平行做试验，以使结果更为可信。 这种试样的形状和尺寸要求如图 2-1，氢脆试样棒示意其中关键位就是处于试样中间轴径最 小的地方(直径 45m
4、m 士 005mm)。如果有较为严重的氢脆，断裂就从此处发生。 试 样应先退火后再经车工加工为接近规定尺寸的初件， 经热处理达到规定的抗拉强度后， 再加 工到精确尺寸。试样在电镀前要消除应力，其工艺与电镀件的真实电镀过程相同。镀层的厚 度要求在 12m 左右。 试验所用的负荷是进行空白测试时的 75。 如果经过 200h 仍不断裂， 即为合格。 科学实验的设计有三个原则：随机、对照、盲法。 对照的方法有一个就是空白对照。比如要研究某种药品对家兔的影响，那么往往 取两组家兔，其中一组使用该药品，而另一组不用，从而比较两组家兔的结果。 那组不用药的家兔的实验就是空白实验。 氢脆氢脆氢脆氢脆的检测的
5、检测的检测的检测 英文名称：hydrogen embrittlement 其他名 称：白点 定义 1：金属由于吸氢引起韧性或延性下降的现象。 所属学科：船舶工程（一级 学科） ；船舶腐蚀与防护（二级学科） 定义 2：钢材在冶炼、加工和使用中溶解于钢中的原 子氢，在重新聚合 成分子氢时产生的巨大应力超过钢的强度极限时， 可以在钢内产生微 裂 纹， 导致材料的韧性或塑性下降的现象。 氢氢氢氢脆脆脆脆是溶于钢中的氢， 聚合为氢 分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢 内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆氢 脆氢脆氢脆只可防，不可治。氢脆氢脆氢脆氢脆一经产生，就消除 不了。在材料的冶炼过 程和零件的
6、制造与装配过程(如电镀、焊接焊接焊接焊接)中进入钢材内 部的微量氢(106 量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至 开裂。 在尚未出现开裂的情况下 可以通过脱氢处理(例如加热到 200以上数小 时，可使内氢减少)恢复钢材的性能。因此 内氢脆氢脆氢脆氢脆是可逆的。热处理不适用的情况 热处理的方法是将工件加热至某一温 度，保温一段时间，缓冷，使氢随 溶解度逐渐变小，逐渐析出。但加热会破坏镀层，因此 热处理的方法对于经 过电镀的工件并不适用。如何防治 首先，尽量缩短酸洗时间 ； 其次加 缓蚀剂，减少产氢量。 压力容器的氢脆 (或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材 料塑 性和强度
7、降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。高温高压的氢对 钢的损 伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内， 并在金属内部再结合成分子， 产生很高的压力， 严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢 脱碳，或使钢中的硫化物与氧化 物还原。造成压力容器氢脆氢脆氢脆氢脆破坏的氢，可以 是设备中原来就存在的，例如， 炼钢、焊接焊接焊接焊接过程中的湿气在高温下被还原而 生成氢，并溶解在液体金属中。 或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢 原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后 由介质中吸收进入的，例如在 石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的 杂质。钢发生氢 脆的特征主要表现在微观
8、组织上。它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体， 氢 脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢 脆所产生 的鼓包。介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定 于操作温度、氢的分压、 作用时间和钢的化学成分。温度越高、氢分压越高， 碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂 的时间也越短，其中温度尤其是重要因 素。钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下， 氢脆的倾向越严重。钢 中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。 出现氢脆的工 件通过除氢处理（如加热等）也能消除氢脆氢，采用真空、 低氢气氛或惰性气氛加热可避 免氢脆氢脆氢脆氢脆。 如电镀件的去氢都在 200240 度
9、的温 度下，加热 24 小时可 将绝大部分氢去除。 氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀，但当温度超过 300和压 力 高于 30MPa 时，会产生氢脆这种腐蚀缺陷，尤其是在高温条件下。如合成氨 生产过 程中的脱硫塔、变换塔、氨合成塔；炼油过程中的一些加氢反应装置； 石油化工生产过程 中的甲醇合成塔等。 二：氢脆氢脆氢脆氢脆-钢材中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现 象称为氢脆氢脆氢脆氢脆。主 要发生在碳钢和低合金钢中。 氢脆氢脆氢脆氢脆现象-氢脆 氢脆氢脆氢脆现象 氢脆氢脆氢脆氢脆现象 氢脆氢脆氢脆氢脆现象 氢脆氢脆氢脆氢脆现象 1、氢脆氢脆氢脆氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中
10、，超过钢的强度极限， 在钢内部形成细小的裂纹。又称白 氢脆氢脆氢脆氢脆现象 点。 2 内氢脆氢脆氢脆氢脆 在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接焊接焊接焊接)中进入钢材内部的 微量氢(106 量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致 材料脆化甚至开裂。在尚未出 现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到 200以上数小时，可使内氢减少)恢复钢材 的性能。因此内 氢氢氢氢脆脆脆脆是可逆的。 3.热处理适合氢脆氢脆氢脆氢脆。 热处理 的方法是将工件加热至某一温度， 保温一段时间， 缓冷， 使氢随溶解度逐渐变小， 逐渐析出。 加热会破坏镀层。 4.如何防治。 主要是将酸洗控制好。 首先
11、，尽量缩短酸洗时间；其次 加缓蚀剂，减少产氢量。 压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成 材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。高 温高压的氢对钢的损 伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生 氢脆氢脆氢脆 氢脆现象元素 很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折 ； 氢与钢中的碳结合，使钢脱碳， 或使钢中的硫化物与氧化物还原。造成压力容器氢脆氢脆氢脆氢脆破坏 的氢，可以是设备 中原来就存在的，例如，炼钢、焊接焊接焊接焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢， 并溶解在液体金属中。或设备在电镀或 酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使
12、氢渗入 钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介 质中 含氢或含混有硫化氢的杂质。 钢发生氢脆氢脆氢脆氢脆的特征主要表现在微观组织上。 它的 腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆氢脆氢脆氢脆层有沿着晶界 扩展的腐蚀裂纹。腐蚀 特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆氢脆氢脆氢脆所产生的鼓包。介质中含氢(或硫化氢) 的容器是否会发生氢脆氢脆氢脆氢脆，主要决定于 操作温度、氢的分压、作用时间和钢的 化学成分。温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆氢脆氢脆氢脆层就越深，发生氢脆氢脆氢脆 氢脆破裂的时间也越短，其中温 度尤其是重要因素。钢的含碳量越高，在相同的温度和压 力条件下，氢
13、脆氢脆氢脆氢脆的倾向越严重。钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆氢 脆氢脆氢脆的 产生。 出现氢脆氢脆氢脆氢脆的工件通过除氢处理 （如加热等） 也能消除氢 脆氢脆氢脆氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆氢脆氢脆氢脆。如电镀件 的去氢去氢去氢去氢都在 200240 度的温度下，加热 24 小时可将绝大部分氢去除。 氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀，但当温度超过 300和压力高于 30MPa 时，会 产生氢脆氢脆氢脆氢脆这种腐蚀缺陷，尤其是在高温条 件下。如合成氨生产过程中的脱硫 塔、变换塔、氨合成塔；炼油过程中的一些加氢反应装置；石油化工生产过程中的甲醇合成 塔等。 氢脆氢脆氢
14、脆氢脆的控制 高强度的杀手氢脆氢脆氢脆氢脆 氢脆氢脆氢脆氢脆 的控制 在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。因此, 电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气 的析出(副反应)。析氢的影响是多方 面的,其中最主要的是氢脆氢脆氢脆氢脆。氢脆氢脆氢脆氢脆是表面处理中最严重的质量隐 患之一,析氢严重的零件在使用过程中 就可能断裂,造成严重的事故。 表面处理技术人员必须 掌握避免和消除氢脆氢脆氢脆氢脆的技术,以使氢脆氢脆氢脆氢脆的影响降低到最低限度。 一、氢脆氢脆氢脆氢脆 1 氢脆氢脆氢脆氢脆现象 氢脆氢脆氢脆氢脆通常表现为应力作用 下的延迟断裂现象。曾经出现
15、过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时 内陆续发生断裂, 断裂比例达 40%50%。 某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂 纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢去氢去氢去氢工艺。另外,有一些 氢氢脆氢脆 氢脆氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、 铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀, 渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现 象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后, 堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。这些零件渗氢严重,无需外加应力 就产生 裂纹,再也无法用去氢去氢去氢去氢来恢复原有的韧性。 2 氢脆氢脆氢脆氢脆机理 延迟断裂现象的产生
16、是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属 缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。氢扩散 到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力, 这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料 的 屈服强度,就会导致断裂发生。氢脆氢脆氢脆氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间 的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。因此, 氢脆氢脆氢脆氢脆通常表现为延 迟断裂。 氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金 中氢的扩散比较困难。 镀镉层是最难扩散的,镀镉时 产生的氢,最初停留在镀层中和镀层下的 金属表层,很难向外扩散,去氢去氢去氢去氢特别困难。经过一段时间后,氢扩 防氢脆氢脆氢 脆氢脆现象用品 散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。 常温下氢 的扩散速度相当缓慢,所以需要即时加热去氢去氢去氢去氢。温度升高,增加 氢在钢中的溶 解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去应力和镀后去氢去氢去氢去氢的温度选择,必 须考虑不致于降低材料硬度,不得处于某些
