螺丝氢脆断头分析

《螺丝氢脆断头分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、螺丝氢脆断头分析什么是氢脆？Whatishydrogenembrittlement?氢脆是指由于氢原子在金属组织中夹杂而导致金属变脆的现象。据个人对螺丝产品结构及性能的了解，导致氢脆断头的原因大致有以下几种：一、结构1、螺丝头部槽型与杆部成的比例不适时，即槽深太深，杆部直径过小，头部与杆部的连接处太簿，产生应力集中。此时会使产品出现头现象。2、头下圆角过小，即打冷镦打成直角时，也会产生应力集中，导致产品断头。二、热处理产品在热处理的过程中，因热处理的硬度过高，此时也会使产品断头。三、电镀过程在电镀后除氢不到位，也会使产品产生断头

2、。钢铁件在电镀加工过程中出现氢脆的情况较多。这主要是在进行酸洗、阴极除油、电镀等过程中，都有还原态氢原子生成，由于氢原子的半径最小，可以自由进入金属结晶的间隙占据一定的晶位，使晶格变形，带来内应力或使基体或镀层局部硬度增加，造成脆性，这就是常说的氢脆。进入基体和镀层间的氢还会使镀层起泡。氢脆对高强度钢和弹性制件的危害特别大，在人们没有认识氢脆的危害以前，曾经因为氢脆的实际存在而造成过许多严重的质量事故，造成严重的设备损坏和人员伤亡事故。因此在认识到氢脆的严重危害性以后，防止氢脆就成为电镀等有渗氢可能的加工工艺的一项重要指标。为了

3、防止氢脆，在酸洗液中要加入一些缓蚀剂，抑制氢的析出。电解除油要采用阳极电解。电镀中也要采用较大电流密度和采用电流效率高的镀种等。同时，对于氢脆敏感的制件，在电镀完成后，要在恒温箱中200℃去氢2h，以除去氢脆的影响。对要求很高的产品可以进行真空除氢。氢脆是溶于钢中的氢，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。氢脆只可防，不可治。氢脆一经产生，就消除不了。在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢(10—6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

4、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

5、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。造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、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

6、，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，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。如电镀件的去氢都在200～240度的温度下，加热2～4小时可将绝大部分氢去除。　　氢在常温常压下不会对钢

7、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-钢材中的氢会使材料的力学性能脆化，这种现象称为氢脆。主要发生在碳钢和低合金钢中。一种螺栓氢脆失效倾向（HES）的试验方法相信大多数紧固件制造厂商都有高强度螺栓因电镀后氢脆失效的经验，减少和消除螺栓的氢脆一般靠严格的电镀工艺控制，镀后还要通过对电镀件长时间的烘烤(烘烤的时间是否足够主要取决于螺栓的机械性能级

8、别、镀层类别厚度)，使产品游离状的氢得以释放，减轻对产品的影响。　　由于电镀工艺中各种参数(例如酸洗浓度、电镀液、电流大小、温度、时间等)，都可能引起产品渗氢量的变化，而大多数生产厂家电镀后烘烤时间根据螺栓的机工性能是固定的，虽然可以避免和减少氢脆现象的发生，但