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高強度鋼零部件氫脆化的研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-10-16
日本采用3種鋼進行試驗。試驗用鋼為SCM435（10.9級高強度螺栓用普通鋼種）、A鋼（1300MPa級高強度螺栓用鋼）、B鋼（低C馬氏體時效鋼）、C鋼（Ni大量添加鋼）。
?為進一步提高1500MPa級超高強度鋼材的延遲斷裂特性，可以想到的是增加化學成分的高合金化鋼。在這種情況下，雖然可以期待鋼材本身延遲斷裂特性會提高，但考慮到在螺栓零部件的應用時，從電化學原理來看，螺栓與易氧化的螺母、墊圈或鋼板之間有可能產生腐蝕電池作用。也就是說，由于有許多的氫滲入抗氧化性好的螺栓，因此會使螺栓的延遲斷裂特性變差。
以往有的研究是假設螺栓坯料不變，使用異種金屬制作墊圈，調查了在腐蝕電池作用下延遲斷裂特性的變化。但是，關于改變螺栓材質后，螺栓與可實際使用的螺母、墊圈或鋼板之間會產生腐蝕電池作用的研究報告完全沒有。
日本采用3種鋼進行試驗。試驗用鋼為SCM435（10.9級高強度螺栓用普通鋼種）、A鋼（1300MPa級高強度螺栓用鋼）、B鋼（低C馬氏體時效鋼）、C鋼（Ni大量添加鋼）。
將切削加工后的試樣放在3%鹽水中進行延遲斷裂特性（KⅠscc）的試驗。在各試驗鋼種中能看到，當坯料的強度提高，KⅠscc下降時，螺栓有發生斷裂的趨勢。沒有發生斷裂的強度等級因鋼種的不同而不同，C鋼的強度等級比SCM435或A鋼高，即使強度達到1500MPa，也沒有發生延遲斷裂。雖然B鋼的KⅠscc值非常高，但螺栓發生了延遲斷裂。
為評價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，對軟鋼與試驗用鋼接觸時和不接觸時的滲入氫量進行了比較。在沒有接觸的情況下，A、B、C鋼都能看到在常溫～350℃附近有擴散氫的析出。只有在B鋼中能看到擴散氫的析出。在B鋼中所看到的擴散氫，從試驗鋼個體來看當然不是滲入的氫，而是與軟鋼接觸后才滲入鋼中的氫。
由此可以認為，雖然B鋼的延遲斷裂特性好，但在螺栓試驗中出現劣化是由于接觸腐蝕后使滲入的氫增加所致。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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