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高強(qiáng)度鋼零部件氫脆化的研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時(shí)間：2015-10-16
日本采用3種鋼進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)用鋼為SCM435（10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓用普通鋼種）、A鋼（1300MPa級(jí)高強(qiáng)度螺栓用鋼）、B鋼（低C馬氏體時(shí)效鋼）、C鋼（Ni大量添加鋼）。
?為進(jìn)一步提高1500MPa級(jí)超高強(qiáng)度鋼材的延遲斷裂特性，可以想到的是增加化學(xué)成分的高合金化鋼。在這種情況下，雖然可以期待鋼材本身延遲斷裂特性會(huì)提高，但考慮到在螺栓零部件的應(yīng)用時(shí)，從電化學(xué)原理來(lái)看，螺栓與易氧化的螺母、墊圈或鋼板之間有可能產(chǎn)生腐蝕電池作用。也就是說(shuō)，由于有許多的氫滲入抗氧化性好的螺栓，因此會(huì)使螺栓的延遲斷裂特性變差。
以往有的研究是假設(shè)螺栓坯料不變，使用異種金屬制作墊圈，調(diào)查了在腐蝕電池作用下延遲斷裂特性的變化。但是，關(guān)于改變螺栓材質(zhì)后，螺栓與可實(shí)際使用的螺母、墊圈或鋼板之間會(huì)產(chǎn)生腐蝕電池作用的研究報(bào)告完全沒(méi)有。
日本采用3種鋼進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)用鋼為SCM435（10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓用普通鋼種）、A鋼（1300MPa級(jí)高強(qiáng)度螺栓用鋼）、B鋼（低C馬氏體時(shí)效鋼）、C鋼（Ni大量添加鋼）。
將切削加工后的試樣放在3%鹽水中進(jìn)行延遲斷裂特性（KⅠscc）的試驗(yàn)。在各試驗(yàn)鋼種中能看到，當(dāng)坯料的強(qiáng)度提高，KⅠscc下降時(shí)，螺栓有發(fā)生斷裂的趨勢(shì)。沒(méi)有發(fā)生斷裂的強(qiáng)度等級(jí)因鋼種的不同而不同，C鋼的強(qiáng)度等級(jí)比SCM435或A鋼高，即使強(qiáng)度達(dá)到1500MPa，也沒(méi)有發(fā)生延遲斷裂。雖然B鋼的KⅠscc值非常高，但螺栓發(fā)生了延遲斷裂。
為評(píng)價(jià)螺栓與易氧化零部件（螺母、墊圈或固定板）的接觸后向螺栓滲入氫的量，對(duì)軟鋼與試驗(yàn)用鋼接觸時(shí)和不接觸時(shí)的滲入氫量進(jìn)行了比較。在沒(méi)有接觸的情況下，A、B、C鋼都能看到在常溫～350℃附近有擴(kuò)散氫的析出。只有在B鋼中能看到擴(kuò)散氫的析出。在B鋼中所看到的擴(kuò)散氫，從試驗(yàn)鋼個(gè)體來(lái)看當(dāng)然不是滲入的氫，而是與軟鋼接觸后才滲入鋼中的氫。
由此可以認(rèn)為，雖然B鋼的延遲斷裂特性好，但在螺栓試驗(yàn)中出現(xiàn)劣化是由于接觸腐蝕后使?jié)B入的氫增加所致。另外，用C鋼制作的螺栓可以提高延遲斷裂特性是由于Ni的大量添加可以抑制接觸腐蝕所致。
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