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碟形墊圈裂紋脫氫熱處理方案研究1裂紋原因分析 裂紋墊圈失效的宏觀形貌相似，均為沿徑向幾近貫穿裂紋，墊圈兩側無明顯塑性變形，屬于宏觀脆性開裂。通過對斷 口進行酸洗超聲處理，去除表面氧化銹蝕，對斷口進行掃描電鏡微觀觀察，發(fā)現(xiàn)裂紋源于墊圈外側面，裂紋源呈現(xiàn)冰糖狀花樣，隨著裂紋擴展，冰糖狀花樣減少，出現(xiàn)穿晶沿晶混合斷裂形態(tài)。對裂紋源進行高倍觀察發(fā)現(xiàn)，冰糖狀花樣的晶界位置上能夠看到部分雞爪紋，有顯著的氫脆特征。對裂紋墊圈的同類型樣品進行氫含量測定，結果顯示氫含量達到28ppm，屬偏高狀態(tài)。綜上分析，墊圈裂紋原因與氫含量偏高產生的氫脆現(xiàn)象有直接關系。 2金屬氫脆原因及處理方案 氫脆是溶于金屬材料中的氫，聚合為氫分子，進入金屬基材晶格內，造成金屬晶格扭曲，產生應力集中點，在外力作用下易成為裂紋源，導致材料破壞失效。氫脆通常產生在金屬材料鍍層前的酸洗除銹過程中，酸洗工藝控制不當或后續(xù)脫氫熱處理參數(shù)設置不正確均會導致酸中氫元素殘留在金屬內，造成氫含量偏高。減少酸洗時間、采用噴砂等機械除銹手段和鍍層后及時有效的熱處理均可有效避免氫脆現(xiàn)象的產生。 3脫氫熱處理方案研究 由于該類墊圈已為成品狀態(tài)，失去了在鍍層后熱處理除氫的最佳時機，為降低該類墊圈氫脆導致裂紋的風險，研究對成品墊圈熱處理脫氫的工藝方案。該類墊圈采用符合DIN EN10132標準的C60S(1.1211)材質，國際上通用的脫氫處理溫度為190℃-220℃。在過高的溫度條件下退火能提高脫氫速度，但易 造成金屬晶粒粗大，且受到氫在鋼中溶解度較大的限制和影響，不僅脫氫效果不好，還會帶來性能下降的隱患。溫度過低則統(tǒng)一導致脫氫不徹底。制定了190°C、C200°C、210°C 、220°C處理6小時四種脫氫工藝驗證方案與未脫氫狀態(tài)的墊圈性能進行對比分析。 3.1脫氫效果 通過對不同熱處理方案以及原始狀態(tài)的墊圈氫含量的測定數(shù)值的比對結果，按210°C處理后，氫含量降低幅度最大，且大部分測試數(shù)據(jù)分布在15-25ppm之間，墊圈整體除氫效果最佳。 3.2材料性能變化情況 為避免熱處理對材料性能造成不良影響，通過對原始狀態(tài)和不同熱處理方案的墊圈硬度值進行了測定，以硬度值為特征 對材料性能變化進行評估，各方案硬度值基本維持在同一水 平，熱處理后硬度有一定程度的提升，但變化不大。 3.3材料性能變化情況 對原始狀態(tài)樣品進行-20℃沖擊分分析，排氫后樣品抗低溫沖擊性能顯著提高。 在這片文章中“熱處理后硬度有一定程度的提升”?210°C處理6小時硬度不降反而升？大俠們給分析一下。
u3
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發(fā)表于 2021-6-30 21:06:22
