التقصف الهيدروجينى للبراغي المصنوعة من سبائك الصلب (2)
3 المواد ومحتوى الهيدروجين وكسر تقصف الهيدروجين
3.1 القيمة الحدية لتقصف المواد الهيدروجينية
يجب أن تحتوي المادة على كمية كافية من الهيدروجين بحيث تستمر الشقوق الدقيقة في المادة في التمدد والتمدد. ومع ذلك ، نظرًا لأن محتوى الهيدروجين وثيق الصلة بالعنصرين الآخرين ، فلا يمكن القول أن التقصف الهيدروجين سيحدث بعد وصول محتوى الهيدروجين إلى قيمة معينة ، ولا يمكن القول إن التقصف الهيدروجين لن يحدث عندما يلتقي محتوى الهيدروجين مع قيمة معينة. بعبارة أخرى ، يمكن أن يتسبب محتوى هيدروجين معين في كسر تقصف الهيدروجين للمواد الحساسة عالية التقصف الهيدروجين ، ولكنه قد يتسبب في حدوث كسر تقصف الهيدروجين للمواد الحساسة لتقصف الهيدروجين منخفضة. بمعنى آخر ، تختلف القيمة الحدية لتقصف الهيدروجين للمواد المختلفة.
يعتقد بعض الناس أن كسر تقصف الهيدروجين سيحدث عندما يصل محتوى الهيدروجين في الفولاذ إلى 5 جزء في المليون إلى 10 جزء في المليون (5 × 10 -6 إلى 10 × 10 -6) ، ولكن في الواقع ، حتى إذا تجاوز 10 جزء في المليون (10 × 10 - 6) ، قد لا يكون كسر تقصف الهيدروجين يجب أن يحدث ؛ وقد يحدث كسر تقصف الهيدروجين حتى لو كان محتوى الهيدروجين بين 1 جزء في المليون و 2 جزء في المليون (1 × 10-6 ～ 2 × 10 -6). هذا لأن محتوى الهيدروجين ليس العامل الوحيد الذي يسبب كسر تقصف الهيدروجين. طالما أنها مركزة بشكل كبير في منطقة تركيز الضغط الحساسة أو منطقة عيب المادة ، فإنها ستسبب ضغطًا كافيًا لكسر المادة ، وأخذ العينات أثناء قياس الهيدروجين بشكل عام ليس في منطقة تركيز الضغط أو منطقة عيب المادة للمادة. لذلك ، بالنسبة لمواد سبائك الصلب ،
3.2 إجهاد الشد النهائي الذي تتحمله المادة
الإجهاد هو القوة الدافعة لتوسيع وتمديد الشقوق الدقيقة في المادة ، ويعتمد على الضغط الذي تتعرض له المادة. إذا لم تتعرض المادة لضغط خارجي (مثل البرغي الذي تم وضعه ولكن لم يتم تحميله) ، فلن يحدث كسر تقصف الهيدروجين بشكل عام حتى بالنسبة للمواد الحساسة التي تحتوي على نسبة عالية من الهيدروجين. كلما زاد الضغط ، كلما كان معدل نمو microcracks أسرع وأقصر وقت حدوث الكسر المتأخر. نظرًا لأن نمو microcracks يستغرق وقتًا معينًا ، يجب أن يكون الضغط ثابتًا أو يتم تطبيقه ببطء.
يجب أن يكون الضغط المذكور هنا إجهاد شد ، وليس إجهادًا انضغاطيًا ، والضغط الناتج عن الحمل الساكن أو الحمل المطبق ببطء. لا يشمل إجهاد الشد هذا فقط إجهاد الشد عندما تتعرض المادة لحمل خارجي ، ولكن أيضًا إجهاد الشد المتبقي الناتج عن المادة أثناء المعالجة الميكانيكية والمعالجة الحرارية.
4 يؤثر على عملية امتصاص الهيدروجين وإزالة مسامير سبائك الصلب
ينص الملحق أ ISO 4042: 1999 "طبقة الطلاء الكهربائي للمثبت" على ما يلي: في المعالجة الحرارية ، وكربنة الغاز ، والتنظيف ، والتعبئة ، ومعالجة الفوسفات ، والطلاء بالكهرباء ، وعملية المعالجة التحفيزية وفي بيئة العمل ، بسبب التأثير السلبي للحماية الكاثودية ، أو تفاعل التآكل ، قد يدخل الهيدروجين الركيزة. أثناء المعالجة ، قد يدخل الهيدروجين أيضًا ، مثل دحرجة الخيط ، والحرق بسبب التشحيم غير المناسب أثناء المعالجة بالآلات والحفر ، وعمليات اللحام أو اللحام بالنحاس. يمكن ملاحظة أنه في كامل عملية تصنيع البراغي ، هناك احتمال لامتصاص الهيدروجين ، أو أن هناك عملية تؤثر على امتصاص الهيدروجين.
إلى جانب عملية تصنيع البراغي المصنوعة من سبائك الصلب ، فإن الطريقة الرئيسية لدخول الهيدروجين إلى مصفوفة سبائك الصلب هي الطلاء بالكهرباء ، متبوعًا بالتخليل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العملية الرئيسية التي تؤثر على امتصاص الهيدروجين هي المعالجة الحرارية.
أ) الطلاء الكهربائي هو أحد أكثر طرق المعالجة السطحية شيوعًا للبراغي الفولاذية ، وهو أيضًا الطريقة الرئيسية للمسامير لامتصاص الهيدروجين. عملية الطلاء الكهربائي هي عملية ترسيب كهربي كاثودي. أثناء الطلاء الكهربائي ، يتم استخدام مادة الطلاء (خذ لوح الزنك كمثال) كأنود ، ويتم استخدام الجزء المطلي ككاثود. تحت تأثير تيار قوي ، ستترك أيونات المعدن المطلية موجبة الشحنة (مثل Zn ++) لوحة الأنود المعدنية ، وتنتقل إلى الجزء المراد طلاؤه (كما هو موضح في الشكل 4) ، وترسب على سطح جزء مطلي لتشكيل طبقة طلاء بالكهرباء مضغوطة. أثناء تكوين الطبقة المترسبة ، تنتقل أيونات الهيدروجين (H +) في الحمام الحمضي أيضًا إلى الكاثود لتكون أجزاء مطلية تحت تأثير التيار. تتحد معظم أيونات الهيدروجين المتجمعة على سطح الكاثود لتكوين جزيئات الهيدروجين والفيضان ، بينما يخترق جزء منها مادة المصفوفة تحت تأثير الجهد القوي. بسبب التقارب المنخفض بين ذرات الحديد والهيدروجين ، غالبًا ما يوجد الهيدروجين الذي يدخل المصفوفة في سبيكة الفولاذ على شكل أيونات ، ويكون خاليًا من المادة وفقًا للقواعد الموضحة أعلاه.
ب) لن تسبب الأكسدة الكيميائية السطحية (المعروفة باسم "الأزرق" أو "الأسود") نفسها امتصاصًا مفرطًا للهيدروجين وتسبب تقصف وتكسير الهيدروجين ، ولكن "المعالجة المسبقة" للأكسدة الكيميائية تتطلب التخليل عمومًا. إذا لم يتم التحكم في التخليل بشكل صحيح ، فسوف يتسبب ذلك في تقصف الهيدروجين. التخليل المزعوم هو غمر الأجزاء المعالجة حرارياً في محلول حامض ضعيف لفترة زمنية معينة لإزالة القشور والصدأ والأوساخ الأخرى الناتجة عن المعالجة الحرارية. أثناء التخليل ، تخترق أيونات الهيدروجين وذرات الهيدروجين الموجودة في الحمض الضعيف أيضًا مصفوفة المادة ، ولكن نظرًا لعدم وجود تأثير حالي ، فإن الهيدروجين الذي يخترق مصفوفة المادة يكون محدودًا للغاية ، والذي لا يتسبب عمومًا في تقصف أو كسر الهيدروجين . ومع ذلك، إذا كانت المادة حساسة للغاية لتقصف الهيدروجين (مثل الفولاذ عالي القوة والصلب الزنبركي) ، فإن تركيز الحمض في الحمام مرتفع ، ووقت الغمر طويل جدًا ، سوف يخترق الكثير من الهيدروجين إلى مصفوفة المواد ، مما يؤدي إلى تقصف الهيدروجين. .
ج) تتم المعالجة الحرارية (عادة التبريد والتلطيف) في درجات حرارة عالية. من أجل منع سطح الترباس من التأكسد أثناء المعالجة الحرارية ، غالبًا ما يتم استخدام حماية الغلاف الجوي. إذا كان الغلاف الجوي الوقائي يحتوي على مركبات الهيدروجين (مثل الميثانول والميثان) ، أو إذا كان وسط التبريد يحتوي على مركبات الهيدروجين ، فمن الممكن امتصاص الهيدروجين أثناء المعالجة الحرارية. الإجهاد المتبقي للمسمار بعد المعالجة الحرارية له تأثير واضح للغاية على التقصف الهيدروجين. إذا لم يتم التخلص من الإجهاد المتبقي ، فمن المرجح أن يمتص البرغي الهيدروجين ويصعب إزالة الهيدروجين.
يستخدم إزالة الهيدروجين ، المعروف أيضًا باسم "محرك الهيدروجين" ، إمكانية عكس الهيدروجين الخالي من المعدن لإزالة الهيدروجين من المواد الحساسة للهيدروجين. عند إزالة الهيدروجين ، يتم تسخين البراغي بعد الطلاء الكهربائي وقبل التخميل إلى درجة حرارة معينة والاحتفاظ بها لفترة من الوقت ، بحيث يتجمع الهيدروجين في المادة لتكوين جزيئات الهيدروجين والهروب. العوامل المؤثرة في تأثير إزالة الهيدروجين: أحدها هو الفترة الزمنية بين الانتهاء من الطلاء الكهربائي وبداية إزالة الهيدروجين ؛ والثاني هو درجة حرارة إزالة الهيدروجين. والثالث هو وقت إزالة الهيدروجين. بشكل عام ، كلما زادت إزالة الهيدروجين في الوقت المناسب بعد الطلاء ، زادت درجة حرارة إزالة الهيدروجين ، وكلما طال وقت إزالة الهيدروجين ، كان تأثير إزالة الهيدروجين أفضل.
