Facteurs de rupture par fragilisation par l'hydrogène des boulons en acier allié
Observation de la morphologie de rupture des boulons en acier allié
Un diagramme schématique d'un boulon en acier allié fracturé est montré sur la Fig. 1. La position indiquée par la flèche sur la Fig. 1 est la position où le boulon est cassé.
La figure 2 est une morphologie en coupe d'une section de boulon sous un microscope électronique. Sur la figure 2, on peut voir que la section de rupture et l'axe du boulon sont à 90 °. Aucune trace de déformation plastique n'est observée sur la topographie en coupe. D'après la couleur de rupture des boulons de fixation métalliques, la rupture était principalement gris argenté et la présence d'oxyde de bronze dans la section gris argenté a été observée.
Si la fragilisation par l'hydrogène se casse dans les boulons de fixation métalliques, elle est irréparable et ne peut être remplacée que par de nouvelles, et la fragilisation par l'hydrogène est seulement évitable et incurable. Une fois que la fragilisation par l'hydrogène se produit, elle ne peut pas être éliminée. Au cours du processus de fusion des matériaux et des processus de fabrication et d'assemblage des pièces (comme la galvanoplastie, le soudage), la trace d'hydrogène (de l'ordre de 6 négatif à l'ordre de 10) qui pénètre dans l'acier rend le matériau cassant ou même sous l'influence de contraintes internes résiduelles ou externes. Fissuration.
Raisons de la rupture par fragilisation par l'hydrogène des boulons en acier allié:
(1) L'environnement extérieur introduit de l'hydrogène. Lorsque les boulons de fixation métalliques sont exposés à un environnement de service humide pendant une longue période, il y aura une infiltration d'hydrogène, ou lorsque les boulons de fixation métalliques sont servis dans une zone de forte pluie, la proportion de boulons de rupture métalliques sera plus élevée en raison de fragilisation par l'hydrogène. Cependant, étant donné que les boulons de fixation métalliques décrits dans cette étude sont appliqués dans le nord de la Chine, les conditions météorologiques sont relativement sèches et il y a peu de pluie dans l'environnement de service, il peut donc être exclu que l'environnement externe provoque une fracture de fragilisation par l'hydrogène .
(2) L'hydrogène est introduit lors du décapage. Les boulons de fixation en acier allié doivent passer par le processus de décapage et de galvanoplastie pendant leur traitement. Ces deux processus peuvent facilement introduire des atomes d'hydrogène. Des recherches répétées sur le processus de décapage des boulons de fixation en acier allié et en or montrent que le processus de décapage de la saponification et de la phosphatation du phosphore a la possibilité d'introduire de l'hydrogène, en particulier dans le processus de phosphatation, sous l'action de l'acide phosphorique, du fer et du Fe, C D'innombrables cellules galvaniques sont formés, un film de phosphatation est formé sur la surface de la pièce dans la zone anodique, et une grande quantité d'hydrogène est libérée dans la zone cathodique. Par conséquent, l'absorption d'hydrogène pendant le traitement devrait être la principale source d'hydrogène pour les boulons cassés.
(3) L'hydrogène n'est pas complètement éliminé pendant le processus de fusion. Les boulons de fixation métalliques en acier allié contiennent des atomes d'hydrogène qui sont inévitables pendant le processus de fusion. Ceci est lié aux conditions de température, aux conditions environnementales et au contrôle du processus de fusion au cours du processus de fusion. Si des boulons de fixation métalliques contiennent encore quelques atomes d'hydrogène pendant le processus de fusion, ces atomes d'hydrogène résiduels favoriseront le processus de rupture des boulons de fixation métalliques en acier allié pendant la génération de fragilisation par l'hydrogène.
La rupture des boulons en acier allié est une rupture fragile retardée induite par l'hydrogène, qui est causée par l'action combinée de la contrainte et de l'hydrogène. La prévention de la rupture par fragilisation par l'hydrogène des boulons en acier allié nécessite une réflexion approfondie basée sur le mécanisme de la rupture par fragilisation par l'hydrogène. Selon la différence de résistance à la traction requise, sélectionnez les matériaux appropriés, choisissez une technologie de traitement raisonnable (y compris le processus de traitement thermique, le processus de galvanoplastie et le processus de décapage) et prenez des mesures de précaution strictes.