如何預(yù)防15CrMoG合金管氫脆的現(xiàn)象
15CrMoG合金管冷拔時,由于熱軋管坯存在裂紋等缺陷或精度不錯冷拔管被制成油缸后,在使用過程中發(fā)生的斷裂,幾乎沒有塑性變形發(fā)生,一般均為脆性斷裂。脆性斷裂是由多種原因引起的。如:晶界上有析出物時,不管高壓合金管的強(qiáng)度比基體強(qiáng)度強(qiáng)或弱,皆是產(chǎn)生裂紋的原因;晶界上夾雜物的偏析也是斷裂的原因;另外,即使在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于屈服限的交變載荷作用下,也會引起發(fā)生疲勞斷裂現(xiàn)象。
一般來說,液壓(氣動)零件在設(shè)計時使用的力學(xué)性能指標(biāo),都是假定材料是均勻的、連續(xù)的、各向同性的,根據(jù)這種方法分析認(rèn)為是穩(wěn)定的設(shè)計,有時也會發(fā)生意外斷裂事故。研討發(fā)現(xiàn),在金屬材料中發(fā)生的低應(yīng)力脆性斷裂的過程中,材料組織遠(yuǎn)非均勻的、各向同性的。組織中會有裂紋、還會有夾雜物、氣孔等缺陷,這些缺陷均可以看成為材料中的微裂紋。另外,高壓合金管脆性斷裂還與構(gòu)件的使用溫度有關(guān)。人們通過研討發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于某一溫度值時,材料將會轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài),其沖擊吸收功明顯下降,這種現(xiàn)象稱為冷脆,所以,設(shè)計時還要根據(jù)構(gòu)件的工作溫度來選取具有適當(dāng)冷脆轉(zhuǎn)變溫度的高壓合金管材料。
合金管如何去掉氫脆?
1、減少T22合金管中滲氫的數(shù)量,需要盡量減少/硬度好鋼制T22合金管的酸洗,因為酸洗可加劇氫脆。在除銹和氧化皮時,盡量采用噴砂拋丸的方法,若洛氏硬度等于或大于HRC32的T22合金管進(jìn)行酸洗時,需要在制定酸洗工藝時T22合金管在酸中浸泡的時間較長不超過10分鐘。并應(yīng)盡量降低酸液的濃度,并確定零件在酸中浸泡的時間不超過10分鐘;在除油時,采用清洗劑或溶劑除油等化學(xué)除油方式,滲氫量較少,若采用電化學(xué)除油,先陰后陽,T22合金管不允許用陰電解除油;在熱處理時,嚴(yán)格控制甲醇和丙烷的滴注量;在電鍍時,堿性鍍液或高電流速率的鍍液滲氫量較少。
2、采用低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度的鍍涂層:
一般認(rèn)為,在電鍍Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb時,滲入鋼件的氫容易殘留下來,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等T22合金管鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度,滲氫較少。在達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)條件要求的情況下,可采用不會造成滲氫的涂層,如機(jī)械鍍鋅或無鉻鋅鋁涂層,不會發(fā)生氫脆,不怕蝕性高,附著力好,且比電鍍環(huán)保。
3、鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以去掉氫脆隱患若零件經(jīng)淬火、焊接等工序后內(nèi)部殘留應(yīng)力大,鍍前應(yīng)進(jìn)行回火處理,回火去掉應(yīng)力實際上可以減少零件內(nèi)的陷阱數(shù)量,從而減輕發(fā)生氫脆的隱患。
4、控制鍍層厚度,由于鍍層覆蓋在緊固件表面,鍍層在確定程度上會起到氫擴(kuò)散屏障的作用,這將阻礙氫向緊固件外部的擴(kuò)散。當(dāng)鍍層厚度超過2.5μm時,氫從緊固件中擴(kuò)散出去就困難了。因此硬度<32HRC的緊固件,鍍層厚度可以要求在12μm;硬度≥32HRC的螺栓,鍍層厚度應(yīng)控制在8μmmax。這就要求在產(chǎn)品設(shè)計時,需要考慮到螺栓的氫脆風(fēng)險,正確選擇鍍層種。
合金管焊接材料的選擇:
焊絲原則上選擇與母材成分相同的鋁及鋁合金焊絲或板條。氬氣度>90%,盡量選用大直徑焊絲。在Al-Mg系鋁合金的弧焊中,通常都是推薦使用CB-AMr2、CB-AMr3、CB-AMr6、CB-AMr61、CB-AMr63、1557、1577焊條,對Al-Cu系鋁合金則推薦用01201和01217。
合金管主要用途是用于電廠,核電,高壓鍋爐,高溫過熱器和再熱器等高壓高溫的管道上及設(shè)備上,它是采用優(yōu)良碳素鋼,合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹不怕熱鋼做材質(zhì),經(jīng)熱軋(擠、擴(kuò))或冷軋(拔)而成。
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