紧固件的氢脆化测试方法
- 格式:docx
- 大小:17.07 KB
- 文档页数:2
紧固件氢脆试验测试是一种常用的测试方法,用于检测紧固件在使用过程中是否会因为吸氢而导致脆性破裂。
以下是紧固件氢脆试验测试的一般步骤:
1.样品制备:选取要测试的紧固件样品,并加工成一定的标准尺
寸和形状,如标准螺钉、螺母等。
2.预处理:将样品放入预处理液中,一般为盐酸、硫酸等酸性溶
液,以去除表面油脂和其他污染物。
3.吸氢处理:将处理过的样品放入含有氢气的高压容器中,在一
定的压力和温度下进行吸氢处理,一般为24小时。
4.试验:将处理过的样品在一定温度和载荷下进行拉伸试验,比
较试验前后的拉伸性能,如延伸率、断裂强度等。
5.结果分析:根据试验结果和标准要求,判断样品是否存在氢脆
现象,如存在,则进行原因分析并提出改进建议。
需要注意的是,紧固件氢脆试验测试需要严格遵守标准操作规程和安全操作要求,以确保测试结果的准确性和安全性。
同时,样品的选取、处理和试验条件的确定也需要根据具体要求进行,以满足测试的目的和要求。
紧固件氢脆试验测试一、紧固件氢脆试验的意义与背景在工程领域中,紧固件的使用非常广泛。
紧固件氢脆问题是指在紧固件使用过程中由于吸氢产生的脆性破坏现象。
这种现象在一些特定的环境条件下会导致紧固件的性能下降甚至失效,对工程结构和设备的安全带来潜在威胁。
因此,进行紧固件氢脆试验测试至关重要。
二、紧固件氢脆试验的测试方法为了有效评估紧固件的抗氢脆性能,需要进行相应的试验测试。
以下是一些常用的紧固件氢脆试验测试方法:1. 恒定应力拉伸试验这是最常用的一种试验方法,通过施加恒定的应力和湿氢气氛条件,观察试样在一定时间内的变形情况以及终点断裂状态。
根据试验结果可以评估紧固件的抗氢脆性能。
2. 恒定应变试验该试验方法与恒定应力拉伸试验类似,不同之处在于施加的是恒定应变而不是恒定应力。
这种试验方法可以更准确地评估紧固件在应变条件下的抗氢脆性能。
3. 断口分析试验这种试验方法通过对试样的断口进行显微镜观察和分析,可以进一步评估紧固件的氢脆破坏机制和性能。
通过观察断口形貌、晶粒状况以及脆性相的分布情况等,可以得到宝贵的试验结果。
4. 力学性能测试力学性能测试包括硬度试验、冲击试验等,这些试验可以评估紧固件在氢脆试验条件下的力学性能变化情况。
力学性能的变化可能会对紧固件的使用寿命和安全性产生影响。
三、如何选择合适的试验条件选择合适的试验条件对于得到准确的试验结果非常关键。
以下是一些应考虑的因素:1. 湿氢气氛条件湿氢气氛条件是紧固件氢脆试验的重要参数之一。
需要根据具体的使用环境确定湿氢气氛的相对湿度和温度。
湿氢气氛条件的选择应尽可能接近实际使用条件,以保证试验结果的可靠性。
2. 试样准备试样的制备对于试验结果的准确性也非常重要。
试样的制备工艺应严格控制,以保证试样的均匀性和一致性。
试样的形状和尺寸也需要根据具体试验方法的要求进行选择。
3. 试验持续时间试验持续时间的选择要考虑紧固件在实际使用过程中的寿命。
一般来说,试验时间应足够长以观察到试样的断裂情况和性能变化,但也不能过长,以节约试验成本和时间。
氢脆实验方法
一.定义: 氢脆测试是用来测试螺丝组织中是否残留氢以及螺丝是否发
生脆化。
二.步骤:
1.将电镀或披附之螺丝锁入所规定之测试铁板或钢制的平面华司中。
2.突出头型螺丝头下承面使用标准的平面华司。
3.埋头型螺丝应使用一相有配合有倒角的间隔钢片。
4.平面华司之厚度及间隔片之厚度须符合螺丝之长度。
5.半牙螺丝选用平面华司或间隔片须完全结合螺丝长度。
6.三角螺纹之螺丝锁入厚度应在直径的1.5倍的以上的铁板中(钻孔)
或螺帽中。
7.螺丝锁入之最大扭力为:以5颗螺丝之扭断力平均值的80%或规定之
扭力。
8.锁紧后维持24小时后将螺丝旋松卸下再按原来之扭力锁入,螺丝应
无明显失败现象。
9.再锁入后垂直敲击螺丝不能断裂。
氢脆测试作业指导书1、目的测试电镀后除氢效果。
2、范围经过表面处理处理加工后的镀锌(含彩锌、白锌、黑锌、黄锌、锌镍合金)的自攻螺钉、自挤螺钉、组合自攻螺钉、弹簧垫圈、弹性垫圈。
本试验的温度范围为10~35℃。
3、试验夹具根据不同类型产品,应使用不同的试验夹具。
3.1自攻螺钉、自挤螺钉、组合自攻螺钉厚度≥1d(d-螺纹公称直径)的带预制螺纹的钢板;钢板硬度为140HV~170HV(按GB/T 3098.5和GB3098.7中拧入试验的有关规定);注:对于长螺钉的试验,可将一块或多块具有平行平面且表面磨削的钢板3.2 弹簧垫圈、弹性垫圈将若干个弹簧垫圈试件装到螺纹公称直径与弹簧垫圈公称直径相同的螺栓上。
用平垫圈将各弹簧垫圈试件相互隔开,最后拧上直径相同的螺母,直到与第一个垫圈接触。
平垫圈硬度应大于弹簧垫圈试件的硬度,且其最低硬度为40HRC。
试验锥形弹性垫圈时,应成对试验.4、职责:4.1 质检部是检验归口管理部门;4.2 检验员接到《送检通知单》后应及时取样、安排试验,并做好记录工作。
5、操作流程5.1抽样15个/批;样件应经过检测,在不使用放大镜的条件下,应看不见裂缝。
5.2 试验开始时间试验应尽快进行,最好在表面处理结束后的24h内进行。
注:如果试验开始时间延长到数天甚至一周,或者更长,将在相当大的程度上减小查出氢脆的可能性。
5.3 施加预载力实验该试验时,应特别注意有氢脆的紧固件可能突然断裂,从而产生伤害。
因此,检验员需适当防护,以免这种伤害发生。
最大拧紧速度为(0.33s-1(20r/min)=缓慢拧入。
5.4 自攻螺钉、自挤螺钉、组合自攻螺钉的拧紧扭矩值参照《热处理检验报告》的实际破坏扭矩数值,取其最小值的90%作为试件的拧紧扭矩值。
最大破坏扭矩和最小破坏扭矩的差值,不应大于最小值的15%。
5.5 弹簧垫圈和弹性垫圈施加预载荷按3.2条规定,将弹簧(性)垫圈试件装到试验螺栓上,扳拧螺母,直到与第一个垫圈接触;拧紧组装件,直到压平弹簧(性)垫圈。
紧固件氢脆测试作业指导书文件名称: 紧固件氢脆测试作业指导书文件编号: WI-055编写:审核:批准:更改履历表1、目的﹕规范紧固件氢脆测试作业方法,明确操作要领与操作注意事项。
2、定义﹕2.1氢脆的敏感性由于钢紧固件中存在游离的氢,在承受相应等级的拉应力,并(或)处于不利的服役条件下,钢紧固件表现出一种脆性破坏特性。
注: 如果氢脆敏感性增大,则说明可引起脆性破坏的游离氢的含量也明显增多。
在电镀锌工序之后,甚至经过电镀锌后的热处理(烘烤),会降低氢脆的敏感性,或者变得不敏感。
2.2 氢脆倾向如果紧固件由对氢脆敏感的钢制成,并已吸收了氢,则其破坏倾向就会增大。
注:如果在相应的工序中提供的氢达到最低程度,并(或)在镀后进行了适当的热处理(烘烤),使氢从钢中释放出来,且不再逆向地再将氢吸人钢中,则氢脆倾向会减小。
3、范围:适用于螺丝氢脆测试试验。
4、操作步聚﹕4.1测试仪器及装置4.1.1电子扭力测试器;4.1.2扭力板手或电批;4.1.3测试用带孔平面钢板:4.1.3.1厚度> 1d(d-螺纹公称直径)4.1.3.2机牙螺丝使用带预制专用配套螺纹孔的铁板;4.1.3.3自攻螺丝使用预制孔的铁板,孔径取螺纹外径的85%左右(参考附件1);4.1.4垫圈或间隔片: 一般的平垫片或冷轧钢制的间隔片、弹片。
4.2测试方法及步骤4.2.1抽样每批次检查不少于5 PCS。
4.2.2根据相应的产品,找好相应的铁板和弹垫。
4.2.3M及以下的螺丝锁一个弹垫,M3以上的螺丝锁两个弹垫。
4.2.4选择相应的电批,使用电批扭矩测量器调试电批的力矩,电批的力矩为破坏扭力的90%。
文件名称紧固件氢脆测试作业指导书生效日期2021-4-14.2.5机牙螺丝:螺丝锁好后放入-20℃冰箱内,24小时后取出放置24H,检查不得有裂纹或断头情况;4.2.6自攻螺丝; 螺丝锁好后放入-20℃冰箱内24小时后取出放置24H,然后从一米以上高度垂直落入地面,再一次用65%的力矩打锁好螺丝,检查不得有裂纹或断头情况;4.2.7长螺杆或没有现成夹具的镀锌件产品检测可参考GB/T3098.17标准进行试验和判定检测结果;4.2.8具体操作如下图所示:4.2.9将测试结果记录在“实验室试验记录”中。
一种电镀金属紧固件,在金属基体表面依次设有铜镀层、镍镀层和锌镀层;其电镀工艺依次为电镀铜、电镀镍和电镀锌工艺步骤;其氢脆的检测方法包括以下工艺步骤:将金属紧固件套入弹垫,并以金属紧固件扭力标准的2/3的扭矩旋入铁板孔内,直至拧紧。
测试时螺丝必须在冰箱里零下5℃的温度放置24小时后取出恢复至常温,再把铁板依竖立方式约一米高度自由下落,没有断头就表示氢脆合格,有断头就是氢脆不合格。
本发明电镀金属紧固件和电镀工艺具有不产生氢脆的优点;本发明的氢脆的检测方法能简单有效的检测在电镀过
程中是否产生氢脆。
氢脆测试方法
*二、检验用品:石蜡或凡士林。
检验装备:烧杯(防火容器),铁架台,温度计,石棉网,酒精灯。
检验方法:用烧杯来盛取适量的石蜡,置烧杯于铁架台的石棉网上,点燃酒精灯加热石蜡至完全融化(石蜡可将零件全部浸没)。
用温度计测量石蜡液的温度,使之保持在160~190℃,在此温度范围内保持5min以去除其所含水分。
被测零件经热皂水去油迹并烘干,放入石蜡液中,若在10s内有气泡产生(氢气在零件表面形成或析出),则证明该零件去氢不好或没有去氢,若没有气泡产生,则去氢效果好。
也可用凡士林代替石蜡,但温度必须控制在(100?)℃内。
1.有先加溫去除水分嗎? 2.溫度控制低點比較好.。
钛合金紧固件的氢脆!GAF2021 全球螺丝君技术大会暨高端紧固件“智”造、应用工程博览会5月12-16日,即将开幕!立即登记免费领票氢渗入金属材料后,会导致金属损伤,使金属零件在低于材料屈服极限的应力作用下发生脆性断裂失效,这种现象就称为“氢脆”。
金属氢脆,表现形式主要有两大类:一类是延迟断裂;另一类是材料性能变坏、变脆。
合金钢氢脆的主要表现形式,是前者,而钛合金氢脆的主要表现形式,是后者。
01钛合金氢脆的机理合金钢发生氢脆断裂的机理是:当一定量的氢渗入合金钢材料后,以游离态氢原子、氢离子等形态在材料中游离,从低应力区向高应力区聚集,向材料中的气孔、夹杂、微裂纹等缺陷处聚集,互相结合形成氢分子,从而使氢的压力增大。
当压力达到一定程度后,材料的微裂纹就会扩大、延伸,以释放压力,而氢分子则以氢气的形式逸出材料。
在拉应力作用下,游离氢继续向新扩展的微裂纹聚集、增压,使其继续扩展,最后演变成更大的裂纹。
反复聚集,裂纹反复扩展、增大、延伸,最终导致材料断裂。
整个过程需要一定的时间,这就形成了所谓的“延迟断裂”。
钛合金的氢脆的机理与特点不同于合金钢,钛合金中的氢不能以分子形态渗入钛基体,而是与钛合金表面接触后,首先发生表面物理吸附和化学吸附(活性吸附),氢分子离解出氢原子,氢原子便以极快的速度向钛合金基体内部扩散。
当吸氢量超过其最大溶解度时,扩散到钛中的氢原子就会以固溶状态或氢化物形式存在。
氢原子在钛合金中扩散后的分布并不是均匀的,而是有一定的“偏聚”。
与合金钢类似,材料的缺陷(如位错、晶界、沉淀相或夹杂物与基体相界面、气孔、微裂纹等)是氢喜欢聚集的地方,往往也是氢脆的断裂源。
02钛合金氢脆的分类第一类氢脆的典型形式就是氢化物氢脆。
含氢的α钛发生冷却或者含氢的β钛共析分解时,都会析出新的化合物氢化钛(TiH)。
氢化钛是一种稳定的脆性物质,它与基体晶粒之间的结合力相对较弱,二者的弹性、塑性差异较大,受到应力后的应变不协调,基体晶粒与氢化钛晶粒之间的界面就会产生微裂纹,这种裂纹一般沿晶间迅速扩展、扩大,最终导致材料断裂。
紧固件氢脆试验测试
在工程和制造领域中,紧固件的质量和可靠性非常重要。
然而,由于氢脆问题的存在,紧固件的性能可能会受到严重影响。
氢脆是一种由于紧固件在制造和使用过程中吸收了氢气而导致的材料脆化现象。
为了确保紧固件的质量和可靠性,进行氢脆试验测试是必不可少的。
氢脆试验测试旨在评估紧固件在氢气环境中的抗脆性能。
该测试通常通过将紧固件暴露在一定浓度的氢气环境中,以模拟实际工作条件下可能存在的氢气环境,然后对紧固件进行拉伸、扭转或冲击等加载,观察其是否发生脆断现象。
在氢脆试验测试中,紧固件的材料和制造工艺非常重要。
一些常见的高强度合金钢、不锈钢和镀锌钢等材料在氢气环境中较容易发生氢脆现象。
因此,在设计和选择紧固件材料时,需要考虑其抗氢脆性能。
此外,制造工艺也会对紧固件的抗氢脆性能产生影响。
例如,热处理和电镀等工艺可能导致氢的吸收,增加紧固件发生氢脆的风险。
因此,在制造过程中需要采取相应的措施,如控制热处理温度和时间,选择合适的电镀方法等,以减少氢的吸收。
进行氢脆试验测试的目的是识别和评估紧固件的氢脆风险,并采取相
应的措施进行改进。
一旦发现某种紧固件在氢脆试验测试中存在问题,可以尝试改变材料、制造工艺或采用其他防护措施,以提高紧固件的抗氢脆性能。
总之,紧固件氢脆试验测试是确保紧固件质量和可靠性的重要步骤。
通过评估紧固件在氢气环境中的抗脆性能,可以及时发现和解决氢脆问题,以确保紧固件在实际工作条件下的可靠性和安全性。
一般如何测试氢脆?为了研究或防止氢脆,需要对金属的氢脆情况进行测试,以获取相关信息。
测试氢脆的方法有好几种,常用的有往复弯曲试验和延迟破坏试验。
(1)往复弯曲试验往复弯曲试验对低脆性材料比较灵敏,可以用来对不同基体材料在经过相同的电镀工艺处理后的氢脆程度进行比较,也可以对相同的基体材料上的不同电镀工艺的氢脆程度进行比较。
这种试验的方法是取一个待测试片,其尺寸规格为:150mm×l3mm×l. 5mm,表面粗糙度Ra=1.6。
对试片进行热处理使之达到规定的硬度,然后用往复弯曲机让试片在一定直径的轴上以一定的速度进行缓慢的弯曲试验,直至试片断裂。
弯曲方式有90。
往复弯曲和l80。
单面弯曲两种,以前一种方式应用较多,弯曲的速度是0.6./s。
如果是单面弯曲则所取的速度则为0.13。
/s。
评价的方法是将弯曲试验至断裂时的次数乘以角度,以获得弯曲角度的总和,其角度总值越大,氢脆越小。
测试时要注意以下几点。
①试片在进行热处理后如果有变形,应静压校平,不可以敲打校正,否则会使试片的内应力增加,影响试验结果。
②为了防止应力影响,电镀前应进行去应力,在电镀后则要进行除氢处理,这时检测的是残余氢脆的影响。
③弯曲试验时所用的轴的直径的选用很重要,因为评价这种试验结果的量化指标与轴径有关,对于小的轴径,则弯曲至断裂的次数就会少一些,具体选用什么轴径要通过对基体材料的空白试验来确定,并且在提供数据时要指明所用的轴径,否则参数没有可比性。
(2)延迟破坏试验延迟破坏试验是一种灵敏度较高的试验方法,适合用于高强度钢制品的氢脆检测。
这种氢脆测试也是在试验机上进行的,所用的试验机为持久强度试验机或蠕变试验机,检测试样在这种试验机上受到小于破坏程度的应力的作用,观测其直到断裂时的时间。
如果到规定的时间尚没有发生断裂,即为合格。
这种试验需要采用按一定要求制作的标准的测试验棒。
并且每次要使用三支同样条件的试样平行做试验,以使结果更为可信。
汽车高强度紧固件的氢脆预防及试验方法1 前言近年来,随着汽车、桥梁、航空航天事业的长足发展,高强度紧固件的应用日益广泛。
高强度螺栓在节约原材料成本、节省装配位置及减轻整车分量等方面无疑有着不可替代的优势,但钢制高强度紧固件对氢脆的敏感性隐患却是一个不容忽视的重要课题,同时也已经引起了整个紧固件行业及用户的广泛关注。
汽车高强度紧固件因氢脆问题在装配生产现场或者用户使用过程中浮现早期断裂,将使整车或者总成质量与声誉受到严重影响。
因氢脆断裂具有不可预期的延迟性,即使装配时未发生脆断,而是在此后更长期才发生断裂,更换零件就不得不在汽车下线后进行,甚至不得不采用召回整车进行返修的措施,势必造成极大的经济损失和名誉损失。
虽然国内外对于氢脆研究的论文不在少数,但由于影响钢铁材料氢脆的因素不少,包括基体材料的强度水平、零件服役温度、材料表面状况、应力状态等等,在这些因素交叉影响下氢脆的作用机理变得更为复杂,至今仍未有文献能做出完整的解释。
目前基本被接受的解释是氢的陷阱效应理论。
目前针对紧固件氢脆的防治及试验方法标准的出台也为数不少,如:国际标准化组织 (ISO)、美国汽车工程师协会(SAE)、德国标准 (DIN)、国家标准 (GB) 等,因此,全球比较大的汽车公司或者集团都制定了更加详细的企业标准,如:美国戴姆勒·克莱斯勒公司、韩国大宇公司、日本本田公司、日本丰田公司、韩国现代公司、法国PSA集团、美国通用公司、德国大众公司等等。
2 氢脆的机理——陷阱效应所谓氢脆,是指氢原子侵入基体材料中而引起的材料延迟失效断裂。
氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
其主要原理是将钢铁基体中一些易于渗入氢原子的位置形容为“陷阱”,这些位置包括钢铁结构中的晶界、位错中心、非金属夹杂物及碳化物等与钢铁原子之间形成的固- 固界面,还有应力中心等。
当活动氢原子进入这些“陷阱”,即被束缚而成为非活跃氢原子。
氢原子在陷阱位置的会萃将使材料的断裂应力下降,应力集中部位将形成裂纹,裂纹逐渐扩展直至断裂发生,此即为氢脆引起的延迟断裂现象。
1.微观检测法
微观检测是判断紧固件是否氢脆的常用方法,主要有以下几种方式:
(1)肉眼观察法:通过观察紧固件的表面和断口等部位来判断氢脆问题。
氢脆部位通常呈现出明显的龟裂痕迹和小孔洞。
(2)显微镜检测法:使用显微镜对紧固件的断口、表面进行观察,用于检测氢脆和其他问题。
(3)扫描电镜观察法:利用扫描电镜对紧固件进行检测,可以更加精细的观察材料的微观结构,发现氢脆和其他缺陷。
2.物理性能测试法
物理性能测试是另一种检测紧固件氢脆的方法,常用的测试指标有以下几个:(1)拉伸强度:使用拉力测试机测试紧固件的拉伸强度,判断是否受到氢脆的影响。
(2)硬度:测试紧固件的硬度可以间接检测材料是否氢脆。
(3)韧性:测试紧固件的韧性可以直接反映材料的断裂性质。
螺纹紧固件氢脆的发生与预防高强度螺栓的强度水平一般分为8.8、9.8、10.9和12.9四个级别,通常为调质处理的中碳钢或中碳合金钢。
高强度螺栓联接对节约原材料成本,节省装配位置及减轻整车、整机重量等方面无疑具有不可替代的优势。
但目前,由氢脆引发的钢制螺纹紧固件联接断裂仍然是一个严重的产品质量问题。
电镀诱发的氢脆断裂出现的时间长短不一,有的是投入使用后断裂;有的是还在交付试验中或在寿命试验之中;有的是还在等待交付中;有的是在装配过程中;有的是断裂在电镀过程之中。
人们可以采取各种技术来减少或预防螺纹紧固件中产生的氢脆问题。
1.氢脆形成的理论与机理所谓氢脆,是指氢原子侵入基体材料中而引起的材料延迟失效断裂。
它的发生需要满足两个条件:a、金属有较高的含氢量;b、一定的外力作用。
氢脆大体上可分为以下两类:第一类主要是由外部环境侵入的氢(外氢)引起的延迟断裂。
如车辆车厢、驾驶室外壳等连接使用的螺栓、螺母,在潮湿空气、雨水等环境中长期暴露而发生;第二类酸洗、电镀处理的制造过程中侵入钢中的氢(内氢)引起的延迟断裂。
如镀锌螺栓等在加载后,经过几小时或几天的较短时间后而发生。
对于前者,一般是由于在长期暴露过程中发生腐蚀,腐蚀坑处腐蚀反应生成的氢侵入而引起的;后者是由于制造过程如酸洗、电镀处理时侵入钢中的氢在应力的作用下向应力集中处集中而引起的。
研究表明,实际使用的螺纹紧固件在自然环境下发生氢脆断裂的主要是淬火回火的马氏体系钢,一般发生在屈服强度>620MPa、硬度≥32HRc的高强度材料。
钢的屈服点愈高愈容易发生氢脆破坏,即使只含少量的氢气,也可能导致破坏。
材料强度对氢脆敏感性的影响是:随着钢的强度的提高,其变脆指数也升高,而持久强度降低,说明钢的强度越高,对氢脆越敏感。
车辆结构中的螺纹紧固件,起着连接、紧固和密封的作用,装配时必须拧紧,联接的部件不同,所受的载荷各不同。
有的承受弯曲或剪切应力,有的承受反复交变的拉应力和压应力,也有的承受冲击载荷或同时承受上述几种载荷,由于氢脆具有延迟性和突发性,所以它的危害很大。
氢脆检验方法
氢脆是钢材在制造和加工过程中出现的一种现象,即在材料内部形成氢气脆化的现象,导致材料的脆性增加。
为了检测材料是否存在氢脆问题,常用的氢脆检验方法有以下几种:
1.拉伸试验:将待检测的材料样品进行拉伸断裂试验,观察断
裂表面是否存在明显的氢脆现象。
2.氢脆敏感性试验:将待检测材料样品置于高浓度的氢气环境中,通过观察材料的裂纹扩展速率、断裂延性等参数来判断材料的氢脆敏感性。
3.氢脆腐蚀试验:将待检测材料样品暴露在含有氯化氢等腐蚀
性介质中,通过观察材料的腐蚀情况和裂纹产生情况来判断材料的氢脆程度。
4.金相显微镜观察:将待检测的材料样品进行金相显微镜观察,通过观察组织结构、晶粒大小和形态等参数来判断材料是否存在氢脆问题。
以上是一些常用的氢脆检验方法,具体的选择和操作参数需要根据实际情况来确定。
为了准确判断材料的氢脆程度,通常需要综合运用多种方法进行检验。
紧固件氢脆试验测试
紧固件氢脆试验测试是一种用于测试紧固件在高压环境下是否会发生氢脆现象的实验方法。
氢脆现象是指紧固件在接触氢气或其他含氢物质时,由于氢的渗透和扩散而导致紧固件材料内部的组织结构发生变化,从而导致紧固件发生脆化、开裂等问题。
紧固件氢脆试验测试通常包括以下步骤:
1. 准备测试样品:从紧固件产品中随机抽取样品,并对样品进行尺寸、形状、材料等方面的检查。
2. 处理样品:将测试样品进行表面处理,例如清洁、抛光、涂覆等,以便后续测试能够顺利进行。
3. 放入试验箱:将处理好的样品放入试验箱中,并将试验箱密封。
4. 注入氢气:将试验箱中的气体置换成氢气,以确保样品在测试过程中接触氢气。
5. 测试时间:设定测试时间,通常在数小时到数天内进行。
6. 取出样品:在测试结束后,将样品从试验箱中取出,并进行后续处理。
7. 分析结果:对测试样品进行微观组织分析、力学性能测试等方式,来分析紧固件在高压环境下是否发生了氢脆现象。
紧固件氢脆试验测试可以帮助企业及科研机构对紧固件产品的安全性和可靠性进行评价,并为产品的设计和制造提供重要的参考和指导。
金属材料紧固件氢脆试验测试金属材料紧固件氢脆试验测试一、背景紧固件是机械工程中不可或缺的材料之一,其通常由金属材料制成。
然而,在一些环境下,金属材料可能会遭受应力腐蚀裂纹,其中氢脆现象是主要的损坏机制之一。
因此,氢脆试验是必要的,在桥梁、建筑、交通、航空航天等行业都有应用。
二、氢脆现象氢脆现象是金属材料在特定的应力状态下,吸收了氢气并产生裂纹的一种现象。
氢脆的材料易于出现裂缝和断裂。
氢气可能来自外部介质或是材料本身的气体含量。
需要注意的是,无论是什么原因带来的氢气,都会导致材料的脆性增加。
三、氢脆试验氢脆试验是一种对材料进行腐蚀破坏性测试的方法,通过将试样置于氢气环境中,观察材料在不同时间下氢脆程度的变化。
其中,古典氢脆试验、强度降低试验、奥隆试验等都是常用的氢脆试验方法。
在实验过程中,必要时可以对材料进行调质、退火等处理,以检测材料腐蚀及氢脆性能的变化。
四、氢脆测试方法常用的氢脆试验方法有一下两种:1.古典氢脆试验:将试样置于含氢气的介质中,在预定的时间下,取出试样并进行观察,检测三维形变以及各向异性。
通过结果来确定材料的氢脆程度。
2.强度降低试验:将试样在氢气环境下不断的应力加载和去除应力,这个过程还包括一些恒定应力或应变测试。
通过测试材料在不同时间下的强度变化,来判定材料的氢脆性。
五、应用领域氢脆试验在桥梁、建筑、交通、航空航天等行业都有应用。
例如,对于建筑行业而言,氢脆试验可以帮助检测屋顶钢构结构的氢脆性,以及确定其使用寿命。
对于航空航天工业来说,氢脆试验可以被应用于涡轮发动机及航空宇航器发射架等部件中的紧固件。
在车辆制造方面,氢脆试验可以检测发动机和传动装置中的紧固件。
六、总结综上所述,氢脆试验是一种对金属材料在特定环境下的腐蚀破坏性测试。
通过该试验,可以检测材料的氢脆性,为材料的应用提供可靠的保障。
而氢脆现象的出现需要我们重视,对金属材料的制造和使用带来极大的影响,调整材料的元素组成及表面处理等措施可以有效的减缓氢脆现象的发生,提高件的使用寿命。
紧固件氢脆试验一、前言紧固件是机械结构中不可或缺的一部分,其作用是连接和固定各种零部件。
在使用过程中,紧固件可能会出现氢脆现象,这会导致紧固件的强度和韧性下降,从而影响整个机械结构的安全性能。
为了保证紧固件的质量和可靠性,需要进行氢脆试验。
二、什么是氢脆试验氢脆试验是指将待测样品暴露在含有氢化物离子(如HCl、H2S等)的介质中,在一定条件下进行加热处理后,观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该试验主要用于评估材料对氢脆的抗性能力。
三、为什么需要进行氢脆试验1. 紧固件易受到外界环境中含有氢化物离子的影响,容易发生氢脆现象。
2. 氢脆会导致紧固件的强度和韧性下降,从而影响整个机械结构的安全性能。
3. 通过氢脆试验可以评估材料对氢脆的抗性能力,从而选择更加适合的材料来制造紧固件。
四、氢脆试验的方法1. 静态拉伸试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行拉伸试验,观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于直径小于等于10mm的螺栓、螺钉等紧固件。
2. 静态弯曲试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行弯曲试验,观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于直径大于10mm的螺栓、螺钉等紧固件。
3. 动态扭转试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行扭转试验,观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于高强度和超高强度紧固件。
五、影响氢脆试验结果的因素1. 试验介质中氢化物离子的浓度和种类。
2. 加热温度和时间。
3. 样品的形状和尺寸。
4. 样品表面处理和状态。
5. 试验设备和条件。
六、氢脆试验的评定标准1. 静态拉伸试验法:根据样品断口形貌、断口长度等指标进行评定。
2. 静态弯曲试验法:根据样品断裂位置、断口形貌等指标进行评定。
3. 动态扭转试验法:根据样品扭转角度、扭转次数等指标进行评定。
紧固件的氢脆化测试方法
当氢原子进入钢和其它金属中,它会存在于材料的结晶上,当对金属施予应力时,会因此而降低金属的延展性或负荷承受性能。
氢脆是延迟性的破坏,由于钢中氢存在于应力集中部位,直到发生延迟破坏需要若干时间,而在一般的机械特性测试上往往忽略及遗漏了延展性的重要性,也无法在短时间的试验测出延迟破坏的倾向,使得紧固件虽在满意的机械特性状态或标准的设计强度下(如硬度、降伏强度应力、冲击等等)仍产生破裂,经常是由很微小的裂痕造成突然间的崩坏。
这种现象在合金上时常归于氢效应延迟破坏、氢应力裂痕或氢脆。
氢脆化在紧固件来说可能是最坏的问题发生原因之一,因为它是延迟破坏。
通常在组装24 小时后发生,但没有一定的准确时间。
商用的紧固件种类在电镀后且具有洛氏C
34或以上的硬度容易引起氢脆的失败。
这些种类包括自攻螺丝、弹簧华司、Sems(组合华司的自攻螺丝)、螺帽组合华司(Keps or Conical Assembly Nuts)、Grade 8螺栓和所有的承窝螺丝产品。
产生氢脆化的主要因素:种种迹象显示氢脆的潜在倾向与产品作表面处理及钢内碳含量以及产品的硬度有关且成正比。
参考各规范及相关论文的研究结果显示当产品脆性增加以及酸液浸洗是造成氢脆化的主要因素。
产品在经过冷锻或冷加工后再硬化热处理,使产品的脆性增加,对氢脆损害特别敏感。
酸洗、磷酸盐、电镀、自动反应的过程和在大自然环境中使用,如阴极保护反应或腐蚀也会导致同样的结果。
在紧固件上来说,通常在Grade 2 的螺栓或螺丝同意使用电镀,事实上也无氢脆化的倾向,因为这些产品都是低碳钢以及无硬化。
Grade 5电镀后的螺栓或螺丝就很有可能有氢脆化的问题产生,这些产品都是使用中碳钢制造以及硬化处理到最高C 34的硬度,但仍未听说有氢脆化的事情产生。
Grade 8电镀后的螺栓或螺丝就有氢脆化的倾向,这些是使用中碳合金钢制造及硬化处理到最高C 39的硬度。
承窝螺丝也是使用中碳合金钢制造,硬化处理到最高C 45的硬度,在所有标准种类的螺栓或螺丝中,电镀后的承窝螺丝有最高的氢脆化失败的可能性。
对于产品的破坏是否为氢脆所造成,有一个较简单的判断方法,那就是如果螺丝或螺栓在装置后1 到48 小时内破坏,且其破坏在头部与杆部以及螺纹与杆部的交接位置那大概就是氢脆化破坏。
如果螺丝在装置一段时间后破坏,这大概就是氢脆以外的问题。
若是从组织上来观察,氢脆化破断面为一种粒界破裂。
3.紧固件的氢脆化测试方法:测试观念是设计在紧固件的最大应力下实施一个模拟的实际状况。
应力通常达到紧固件的一特定的旋紧度或预先计算的扭矩值。
使零件保持在如此的应力装置下24 或48 小时再旋紧。
如果任何紧固件在测试过程中或当再旋紧时氢脆破坏则这零件应再烘烤和再测试直到合格为止。
本文仅针对螺栓、螺丝、牙条、自攻螺丝(及组合华司)、华司、螺帽(及组合华司)等规范及相关论文之要求作一说明。
1
3.1参考规范:下列为紧固件氢脆化测试方法的相关规范。
ASTM F606/F606M-2000/1998:决定内外螺纹紧固件、垫圈及铆钉之机械性质的标准测试方法。
ANSI/ASME B18.6.4/ B18.6.5M-1998:螺纹成型,螺纹切削和金属攻入自攻螺丝。
SAE J81/J1237-1997/1996:螺纹滚牙自攻螺丝。
SAE J78-1996 自钻螺丝。
SAE J773-1998 锥形弹性华司。
SAE J238-1998 螺帽和组装的锥形(Conical)弹性华司。
FIP 1000-1988 自攻螺丝的功能性规定。