Каковы причины водородного растрескивания?

Водородное растрескивание (HIC). Водородное растрескивание обычно происходит в водных растворах и приводит к охрупчиванию и растрескиванию стали из-за диффузии водорода в стальную матрицу. Водородное растрескивание часто происходит, когда водород попадает в стальную матрицу в результате случайных факторов во время процесса формовки или отделки. На него обычно влияют три фактора: свойства материала, факторы окружающей среды и факторы напряжения.

Во время Второй мировой войны британский самолет Spitfire потерпел крушение из-за механического отказа, в результате чего пилот погиб мгновенно. Власти отнеслись к этому вопросу очень серьезно, были собраны все части разбившегося самолета и создана специальная следственная группа для расследования причины крушения. Причиной крушения стал сломанный шпиндель, и внутри сломанного шпинделя, который в то время назывался волосяным, было обнаружено множество крошечных трещин.

Около 1940 года основатель Института металлов Китайской академии наук г-н Ли Сюнь начал работать над этим исследованием в Университете Шеффилда в Великобритании после получения степени доктора философии. Предпосылкой для решения этой проблемы было то, как количественно проверить и проанализировать содержание водорода в стали. Впоследствии Каору Ли изобрел прибор для определения водорода, который использовался для определения содержания водорода в стали. В конечном итоге было доказано, что именно водород вызывает разрушение шпинделей самолетов. Каору Ли стал основателем области водородного растрескивания.

Высокопрочные стали, содержащие хром и никель, очень чувствительны к водороду; стали с более высоким содержанием углерода имеют большую склонность к водородному растрескиванию; мягкие стали менее восприимчивы к водородному растрескиванию; а поковки с плотной организацией более восприимчивы к водородному растрескиванию, чем отливки с рыхлой организацией. Атомы водорода проникают в сталь, уменьшают силу атомной связи между зернами, так что вязкость стали снижается.

Разрушение от водородного растрескивания очень похоже на другие хрупкие разрушения, высокопрочные материалы склонны к разрушению вдоль кристалла. Для низкоуглеродистой стали на небольшой поверхности вдоль кристалла склонно к небольшому, неполному развитию прочного гнезда, некоторые называют его «рисунком куриного когтя».

Водородное растрескивание с гистерезисом. Для сварочных компонентов водородное растрескивание происходит внезапно, представляет серьезную угрозу для людей и имущества, необходимо уделять большое внимание.

Как удалить водород из металлов — это главная проблема. Некоторые стали или детали, используемые в особых условиях, должны быть дегидрированы, например, оцинкованные детали, используемые в самолетах, дегидрированы. Гальванизация эластичных деталей и высокопрочных сталей также требует дегидрирования. Дегидрирование использует процесс нагрева для вытеснения водорода из детали. Эффект дегидрирования связан с температурой дегидрирования и временем выдержки. Чем выше температура и больше время выдержки, тем лучше дегидрирование.

Обычно компоненты, подлежащие дегидрированию, можно поместить в вакуумную печь, при температуре 200 ~ 250 ℃ обработка 2 ~ 3 ч. Дегидрирование в горячем масле может быть получено с тем же эффектом, что и дегидрирование в печи, тепло равномерное, требования к оборудованию также более простые.