氫脆主要發(fā)生在低合 金高強度鋼、不銹鋼及彈性零件上。

造成氫脆的主要原因：是表面處理過程中產(chǎn)生的氫滲入金屬內(nèi)部,使 晶格排列混亂,產(chǎn)生扭曲,造成內(nèi)應(yīng)力增加,使金屬 或鍍層產(chǎn)生脆性,引起制件斷裂、強度降低或鍍層開裂及脫落。

原因分析：

1) 基體材料的影響

    氫脆主要產(chǎn)生在黑色金屬的低合金高強度合金鋼(抗拉強度不小于1050 MPa ) 不銹鋼及彈性零件上。

2) 除油工序的影響　

    除油的方法多種多樣,但 除油方法會引起氫脆只有兩種,即陰極電解除油和酸性溶液除油。陰極電解除油時,大部分氫原子以氫氣的方式散發(fā)到空氣中,極少部分氫原子則會滲透到金屬內(nèi)部,使金屬產(chǎn)生氫脆,而且油污越重,產(chǎn)生氫脆的可能性越大。其原因是: 一方面油污重時, 除油時間長,析出氫氣多,產(chǎn)生氫脆的可能性就大; 另一方面,厚重的油污使工件表面產(chǎn)生的氫氣難于逸出,致使?jié)B氫的機會增大。酸性除油既具有除油 功能,又具有酸洗功能。酸洗產(chǎn)生的氫氣滲入金屬內(nèi)部致使工件產(chǎn)生氫脆。

3) 酸洗工序的影響　

酸洗過程中,隨著金屬的溶解,初生的氫在材料亞表面上富集,沿晶間滲入金屬內(nèi)部, 特別是在鐵及鎳金屬上, 這種擴散趨勢更大。

 4) 電鍍或化學(xué)處理過程的影響　

    電鍍過程中, 作為陰極的工件上除發(fā)生金屬離子的還原反應(yīng)外, 還會發(fā)生 H+的還原反應(yīng),陰極的過電位越高,越易發(fā)生H+的還原,氫原子會進(jìn)入鍍層或鐵基體。不同金屬的吸氫是不同的,鉻鍍層的吸氫程度較大,約占鍍層質(zhì)量的0. 45%; 其次是鐵族金屬,約占鍍層質(zhì)量的0. 1%。

解決措施：

1) 適當(dāng)?shù)募訜峒皺C械處理　

對于易產(chǎn)生氫脆的材料,在表面處理前先進(jìn)行加熱、噴丸或振動等處理,使工件上的氫氣得以逸出,應(yīng)力得到充分釋放,減少氫脆現(xiàn)象的產(chǎn)生。加熱是鍍前處理最常用的除氫方式。材料種類不同,加熱溫度和除氫時間也不同。一般來說,溫度越高、時間越長,除氫效果越好。但是溫度過高,反而不利于氫氣的排出。因此可根據(jù)材料的抗拉強度選擇合適的除氫溫度和時間。

2) 采用適當(dāng)?shù)某凸に?　

對于黑色金屬特別 是低合金高強度鋼、彈性和長期受力零件、高過載等抗拉強度高的零件以及馬氏體不銹鋼等嚴(yán)禁采用陰極電解除油, 可用陽極電解除油、超聲波除油等方法。

3) 采用合理的酸洗工藝　

高強度合金鋼、彈性和長期受力零件的氧化皮去除,嚴(yán)禁用強酸洗,可采用噴砂、噴丸、液體噴砂或光飾等機械手段。特別是不能用硫酸洗,因為硫酸黏稠,酸洗速度慢,生成的氫氣難以快速從工件上脫離,而且使用溫度高,造成工件吸氫可能性增加。必須進(jìn)行酸洗時,應(yīng)用稀的 鹽酸,并加入緩蝕劑和表面活性劑,一方面減緩酸和基體金屬的反應(yīng),減少氫氣的生成; 另一方面使生成的氫氣易于脫離金屬表面,減少滲入基體的機會。

4) 選擇合適的表面處理工藝　

   如對高強度鋼 和彈性和長期受力零件盡量選用涂覆或化學(xué)處理工藝。

5) 表面處理后進(jìn)行除氫處理:

  對于 Rm超過1 050MPa的鋼零件必須在鍍覆后4h內(nèi)進(jìn)行除氫處理,根據(jù)材料的抗拉強度和鍍覆層種類選擇合適的除氫工藝。