CN204314149U - 一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置 - Google Patents
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Abstract
一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，包括高强度钢充氢试样（3）、以15%—18%浓度的盐酸为电解液（1）的电解液槽（2）、不锈钢电极（4）和可调节电压和时间的直流电源（5），高强度钢充氢试样（3）和不锈钢电极（4）分别置于电解液槽（2）中，直流电源（5）的阴极与高强度钢充氢试样（3）相连接，直流电源（5）的阳极与不锈钢电极（4）相连接。能够实现高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的检测，进而确定了何种表面处理工艺不能用于此种高强度钢、或慎用于此种高强度钢，为高强度钢表面处理工艺提供指导。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测方法，更具体的说涉及一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，属于金属材料分析技术领域。
背景技术
氢脆是指由于氢和应力的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象。随着冶金工业的发展以及各行各业的个性化需求如车辆轻量化、桥梁承重量上升等，高强度钢大规模应用越来越普遍。为了提高高强度钢的服役期，提高其防腐性能，在高强度钢应用过程中必须进行表面处理，如酸洗、磷化、电镀、电泳等工艺，尤其是电泳、电镀表面处理，其工艺在发生化学反应的同时，还在电场的作用下，使氢与高强度钢表面强制接触，就极有可能发生氢脆现象；为了尽量避免氢脆造成高强度钢延迟断裂，就需要对高强度钢表面处理过程中可能产生氢脆的现象进行模拟探讨、分析，提出合理措施避免高强度钢产生氢脆造成延迟断裂。但如何证实何种表面处理工艺易于产生氢脆，造成高强钢产生延迟断裂的机率更大，就需要进行模拟研究。
中国发明专利授权公告号：CN 1995474B、授权公告日：2010年11月17日、名称为《一种电镀金属紧固件及其电镀工艺和氢脆的检测方法》的发明专利中，公开了一种电镀金属紧固件的氢脆检测方法，该方法是在对零件进行了电镀之后，然后将零件从1m的高度自由下落，没有断头就表示氢脆合格，有断头就是氢脆不合格。该种方法优点是操作简单；但是，但它是对钢材进行电镀后，对高强度钢是否发生氢脆进行定性的检测，不能对高强度钢的处理工艺提供指导。
发明内容
本实用新型的目的在于针对高强度钢表面处理易产生氢脆现象、但没有对高强度钢表面处理工艺提供氢脆敏感性检测方法等问题，提供一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，包括高强度钢充氢试样，还包括以15％—18％浓度的盐酸为电解液的电解液槽、不锈钢电极和可调节电压和时间的直流电源，所述的高强度钢充氢试样和不锈钢电极分别置于电解液槽中，直流电源的阴极与高强度钢充氢试样相连接，直流电源的阳极与不锈钢电极相连接。
所述的高强度钢充氢试样为直径为10mm的双肩拉伸充氢试样。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
本实用新型中的检测装置包括高强度钢充氢试样、以15％—18％浓度的盐酸为电解液的电解液槽、不锈钢电极和可调节电压和时间的直流电源，所述的高强度钢充氢试样和不锈钢电极分别置于电解液槽中，直流电源的阴极与高强度钢充氢试样相连接，直流电源的阳极与不锈钢电极相连接。通过该检测装置实现模拟高强度钢常用表面处理工艺、从而能够实现高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的检测，进而确定了何种表面处理工艺不能用于此种高强度钢、或慎用于此种高强度钢，为高强度钢表面处理工艺提供指导。
附图说明
图1是本实用新型中高强度钢电解充氢示意图。
图2是本实用新型中双肩拉伸的高强度钢充氢试样结构示意图。
图中，电解液1，电解液槽2，高强度钢充氢试样3，不锈钢电极4，直流电源5。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1，一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，包括高强度钢充氢试样3、包括以15％—18％浓度的盐酸为电解液1的电解液槽2、不锈钢电极4和可调节电压和时间的直流电源5。所述的高强度钢充氢试样3和不锈钢电极4分别置于电解液槽2中，直流电源5的阴极与高强度钢充氢试样3相连接，直流电源5的阳极与不锈钢电极4相连接。此处的高强度钢通常指的是强度大于1000MPa的钢，高强度钢的种类有42CrMo、10B21Cr等。
参见图2，所述的高强度钢充氢试样3为直径为10mm的双肩拉伸充氢试样；但并不限于此尺寸。
参见图1，本检测装置工作时，通过模拟高强度钢表面处理工艺，以和高强度钢表面处理工艺相匹配的电流密度、充氢方式、充氢时间，实现向高强度钢充氢试样3充氢；此处所述的电流密度根据高强度钢充氢试样3表面积大小通过调节直流电源5电压加以控制。然后将充氢完毕后的高强度钢充氢试样3取出清洗，并对其进行慢拉伸测试其抗拉强度、最大力，再对其进行断口扫描形貌分析，分析其断口形貌为脆断或韧断，此处的断口形貌为脆断指的是断口源区微观表现为沿晶特征，断口形貌为韧断指的是断口源区微观表现为大量韧窝特征。再以和高强度钢表面处理工艺相匹配的电流密度、充氢方式、充氢时间作为基准，根据充氢后高强度钢充氢试样3的抗拉强度、最大力和断口形貌，对比未充氢的高强度钢充氢试样3拉伸强度、最大力和断口形貌，从而评价高强度钢对表面处理工艺的氢脆敏感性，若电流密度低、充氢时间短，抗拉强度、最大力变小，断口形貌为脆断，即为氢脆敏感性高，易产生氢脆。
具体的，所述的充氢方式包括浸泡和电解，酸洗和磷化处理工艺中采用浸泡充氢方式，电镀和电泳处理工艺中采用电解充氢方式；浸泡充氢方法指的是高强度钢充氢试样3浸泡在15％-18％浓度的盐酸液中，电解充氢方式指的是高强度钢充氢试样3浸泡在15％-18％浓度的盐酸液中、采用恒电流电解方式充氢。充氢时间通常在0.05–10h之间，但并不限于此时间；电流密度通常在0–10A/dm2之间，但并不限于此数值。
具体的，所述的高强度钢表面处理工艺包括酸洗、磷化、电镀、电泳工艺，其具体电流密度、充氢方式、充氢时间如下：所述的酸洗工艺中，选择电流密度为0A/dm2、、充氢方式为浸泡充氢、充氢时间为3-60min；所述的磷化工艺中，电流密度为0A/dm2，充氢方式为浸泡充氢，充氢时间为3-30min；所述的电镀工艺中，电流密度为4-10A/dm2，充氢方式为电解充氢，充氢时间为30-100min；所述的电泳工艺中，电流密度为0.05-1A/dm2，充氢方式为电解充氢，充氢时间为3-10min。
所述的慢拉伸拉伸应变速率在5×10-6s-1-6×10-6s-1之间。
高强度钢42CrMo可以采用电泳工艺，慎用酸洗工艺，不能采用电镀工艺。高强度钢10B21Cr可以采用酸洗、磷化和电泳工艺；其可采用电镀工艺，但应慎用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，包括高强度钢充氢试样（3），其特征在于：还包括以15%—18%浓度的盐酸为电解液（1）的电解液槽（2）、不锈钢电极（4）和可调节电压和时间的直流电源（5），所述的高强度钢充氢试样（3）和不锈钢电极（4）分别置于电解液槽（2）中，直流电源（5）的阴极与高强度钢充氢试样（3）相连接，直流电源（5）的阳极与不锈钢电极（4）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种检测高强度钢表面处理工艺氢脆敏感性的装置，其特征在于，所述的高强度钢充氢试样（3）为直径为10mm的双肩拉伸充氢试样。
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|---|---|---|---|---|
| CN113600942A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-05 | 青岛青特众力车桥有限公司 | 一种可控局部氢致金属裂解装置及其操作方法 |
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