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碟形墊圈裂紋脫氫熱處理方案研究1裂紋原因分析 裂紋墊圈失效的宏觀形貌相似,,均為沿徑向幾近貫穿裂紋,,墊圈兩側(cè)無明顯塑性變形,屬于宏觀脆性開裂,。通過對斷 口進(jìn)行酸洗超聲處理,,去除表面氧化銹蝕,對斷口進(jìn)行掃描電鏡微觀觀察,,發(fā)現(xiàn)裂紋源于墊圈外側(cè)面,,裂紋源呈現(xiàn)冰糖狀花樣,隨著裂紋擴(kuò)展,,冰糖狀花樣減少,,出現(xiàn)穿晶沿晶混合斷裂形態(tài),。對裂紋源進(jìn)行高倍觀察發(fā)現(xiàn),冰糖狀花樣的晶界位置上能夠看到部分雞爪紋,,有顯著的氫脆特征,。對裂紋墊圈的同類型樣品進(jìn)行氫含量測定,結(jié)果顯示氫含量達(dá)到28ppm,,屬偏高狀態(tài),。綜上分析,墊圈裂紋原因與氫含量偏高產(chǎn)生的氫脆現(xiàn)象有直接關(guān)系,。 2金屬氫脆原因及處理方案 氫脆是溶于金屬材料中的氫,,聚合為氫分子,進(jìn)入金屬基材晶格內(nèi),,造成金屬晶格扭曲,,產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn),在外力作用下易成為裂紋源,,導(dǎo)致材料破壞失效,。氫脆通常產(chǎn)生在金屬材料鍍層前的酸洗除銹過程中,酸洗工藝控制不當(dāng)或后續(xù)脫氫熱處理參數(shù)設(shè)置不正確均會導(dǎo)致酸中氫元素殘留在金屬內(nèi),,造成氫含量偏高,。減少酸洗時(shí)間、采用噴砂等機(jī)械除銹手段和鍍層后及時(shí)有效的熱處理均可有效避免氫脆現(xiàn)象的產(chǎn)生,。 3脫氫熱處理方案研究 由于該類墊圈已為成品狀態(tài),,失去了在鍍層后熱處理除氫的最佳時(shí)機(jī),為降低該類墊圈氫脆導(dǎo)致裂紋的風(fēng)險(xiǎn),,研究對成品墊圈熱處理脫氫的工藝方案,。該類墊圈采用符合DIN EN10132標(biāo)準(zhǔn)的C60S(1.1211)材質(zhì),國際上通用的脫氫處理溫度為190℃-220℃,。在過高的溫度條件下退火能提高脫氫速度,,但易 造成金屬晶粒粗大,且受到氫在鋼中溶解度較大的限制和影響,,不僅脫氫效果不好,,還會帶來性能下降的隱患。溫度過低則統(tǒng)一導(dǎo)致脫氫不徹底,。制定了190°C,、C200°C、210°C ,、220°C處理6小時(shí)四種脫氫工藝驗(yàn)證方案與未脫氫狀態(tài)的墊圈性能進(jìn)行對比分析,。 3.1脫氫效果 通過對不同熱處理方案以及原始狀態(tài)的墊圈氫含量的測定數(shù)值的比對結(jié)果,按210°C處理后,氫含量降低幅度最大,,且大部分測試數(shù)據(jù)分布在15-25ppm之間,,墊圈整體除氫效果最佳。 3.2材料性能變化情況 為避免熱處理對材料性能造成不良影響,,通過對原始狀態(tài)和不同熱處理方案的墊圈硬度值進(jìn)行了測定,,以硬度值為特征 對材料性能變化進(jìn)行評估,各方案硬度值基本維持在同一水 平,,熱處理后硬度有一定程度的提升,,但變化不大。 3.3材料性能變化情況 對原始狀態(tài)樣品進(jìn)行-20℃沖擊分分析,,排氫后樣品抗低溫沖擊性能顯著提高,。 在這片文章中“熱處理后硬度有一定程度的提升”?210°C處理6小時(shí)硬度不降反而升?大俠們給分析一下,。
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