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高强度钢零部件氢脆化的研究

发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com 更新时间：2015-10-16

日本采用3种钢进行试验。试验用钢为SCM435（10.9级高强度螺栓用普通钢种）、A钢（1300MPa级高强度螺栓用钢）、B钢（低C马氏体时效钢）、C钢（Ni大量添加钢）。

为进一步提高1500MPa级超高强度钢材的延迟断裂特性，可以想到的是增加化学成分的高合金化钢。在这种情况下，虽然可以期待钢材本身延迟断裂特性会提高，但考虑到在螺栓零部件的应用时，从电化学原理来看，螺栓与易氧化的螺母、垫圈或钢板之间有可能产生腐蚀电池作用。也就是说，由于有许多的氢渗入抗氧化性好的螺栓，因此会使螺栓的延迟断裂特性变差。

以往有的研究是假设螺栓坯料不变，使用异种金属制作垫圈，调查了在腐蚀电池作用下延迟断裂特性的变化。但是，关于改变螺栓材质后，螺栓与可实际使用的螺母、垫圈或钢板之间会产生腐蚀电池作用的研究报告完全没有。

将切削加工后的试样放在3%盐水中进行延迟断裂特性（KⅠscc）的试验。在各试验钢种中能看到，当坯料的强度提高，KⅠscc下降时，螺栓有发生断裂的趋势。没有发生断裂的强度等级因钢种的不同而不同，C钢的强度等级比SCM435或A钢高，即使强度达到1500MPa，也没有发生延迟断裂。虽然B钢的KⅠscc值非常高，但螺栓发生了延迟断裂。

为评价螺栓与易氧化零部件（螺母、垫圈或固定板）的接触后向螺栓渗入氢的量，对软钢与试验用钢接触时和不接触时的渗入氢量进行了比较。在没有接触的情况下，A、B、C钢都能看到在常温～350℃附近有扩散氢的析出。只有在B钢中能看到扩散氢的析出。在B钢中所看到的扩散氢，从试验钢个体来看当然不是渗入的氢，而是与软钢接触后才渗入钢中的氢。

由此可以认为，虽然B钢的延迟断裂特性好，但在螺栓试验中出现劣化是由于接触腐蚀后使渗入的氢增加所致。另外，用C钢制作的螺栓可以提高延迟断裂特性是由于Ni的大量添加可以抑制接触腐蚀所致。

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