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大型鍛件白點(diǎn)的形成原因、預(yù)防和愈合
發(fā)布者:義揚(yáng)機(jī)電  更新時(shí)間:2025-05-19

大型鍛件白點(diǎn)的形成原因、預(yù)防和愈合

李志義1

(1.重慶義揚(yáng)機(jī)電設(shè)備有限公司)

 

摘要:本文總結(jié)于作者在296廠工作和我現(xiàn)工作企業(yè)期間以及國內(nèi)外熱處理領(lǐng)域的部份試驗(yàn)研究成果。


1  白點(diǎn)的形成原因

白點(diǎn)形成的**機(jī)理:H+H。美國學(xué)者認(rèn)為H+H的結(jié)果使局部形成107大氣壓,中國學(xué)者研究為104大氣壓[1-4]。

白點(diǎn)形成的第二機(jī)理:H+S。俄羅斯學(xué)者發(fā)現(xiàn)白點(diǎn)地方存在硫化物,由于S原子量為12,估計(jì)局部形成的壓力更大。

因此我們廠引進(jìn)俄羅斯天然氣制氮設(shè)備時(shí)特別強(qiáng)調(diào)含硫量要控制在0.5mg/m3以下。

2  氫塑、氫脆

氫進(jìn)入金屬中有二大性能,氫塑和氫脆;

氫塑是指在一定的條件下,氫進(jìn)入金屬使塑性提高脆性下降稱氫塑。氫脆是指在一定的條件下,氫進(jìn)入金屬使脆性提高塑性下降稱氫脆。

低溫氫塑是蘇聯(lián)人65年發(fā)現(xiàn),他們?cè)谘芯恳簹涫褂糜诳臻g運(yùn)載火箭燃料和原子能核裂變冷卻液的前期工程中研究在-200℃以下時(shí),載氫體金屬材料出現(xiàn)氫塑現(xiàn)象。

高溫氫塑于70年美國人研究Ti合金時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)表在雜志上。實(shí)際上蘇聯(lián)人早幾年前研究Ti合金用于超音速3倍以上的飛機(jī)上,已用于實(shí)踐,只因軍事秘密沒有對(duì)外公布而已……。

在常溫下金屬中的氫只表現(xiàn)為氫脆現(xiàn)象。

2.1  氫塑

2.1.1 Ti合金的氫塑性。

熱強(qiáng)性的鈦合金變形,半成品的工藝流程是:制取中間坯料→清除氧化皮→滲氫退火→熱壓力加工→消除氧化皮→真空退火去氫→熱處理。

原因:高強(qiáng)度Ti合金中,有AI是TiAI3化合物強(qiáng)化,當(dāng)溫度低于溶解度時(shí),a相對(duì)其塑性很差,難以成型。AI能穩(wěn)定H2而H能促進(jìn)β相穩(wěn)定。a+β/β相變溫度低,顯著地?cái)U(kuò)大a+β區(qū)溫度范圍,使塑性增加。


2.1.2氫進(jìn)入鋼中,我們?cè)?0鋼做的常溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度бbb表示,бbb未滲氫>бbb滲氫,氫脆的敏感性我們用三點(diǎn)彎曲格強(qiáng)度бbb來表征。

有間淳一[5] 用HT50鋼做試驗(yàn),若在-196℃以下,無氫脆敏感性,三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度бbb增加。


這樣就有可能作出以下曲線:

大型鍛件白點(diǎn)的形成原因、預(yù)防與愈合曲線圖(1).png

 

未滲氫的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度:試驗(yàn)溫度在0℃以下隨溫度升高бbb升高。

已一定量的飽和滲氫,隨溫度下降бbb升高,

當(dāng)固定飽和滲氫量時(shí):(1)當(dāng)溫度>To臨界溫度    氫脆

            2)當(dāng)溫度<To臨界溫度    氫塑

本人認(rèn)為研究To的影響是很有意義的,而且每種鋼的To溫度是不同,一般講氫塑是可逆性的氫塑。

2.2  氫脆

氫脆分可逆性氫脆和不可逆性氫脆。一般金屬滲氫后發(fā)生氫脆,通過去氫,性能完全恢復(fù)者稱可逆性氫脆。反之為不可逆氫脆。J.Weber博士[12]稱可逆性氫損傷,我們認(rèn)為,這于我們國內(nèi)的習(xí)慣不同,損傷者已受損是不能完全恢復(fù)原樣的,我們認(rèn)為氫損傷是指不可逆氫脆,氫損傷即不可逆氫脆。

2.2.1可逆氫脆

形成可逆H2

 ①可逆性非金屬氫化物;

②可逆性金屬氫化物。

形成可逆性的氫化物。

形成彈性位移而沒有發(fā)生永久變形。

2.2.2不可逆氫脆(氫損傷)

氫致相變:①某些奧氏體型鋼出現(xiàn)氫致A—M,如18~8型鋼而25~20型不發(fā)生A→M;②高強(qiáng)度鋼殘A→M。

氫致形變:氫的偏聚產(chǎn)生壓力使周圍晶?;贫a(chǎn)生永久變形。

不可逆氫化物:①形成不可逆移定金屬氫化物:T1H2、TiH4 ;②形成不可逆穩(wěn)定的非金屬氫化物CH4、H2O 。

氫致裂紋、空穴、白點(diǎn)、氣泡、魚眼(sish-eyes)

延遲斷裂:一般發(fā)生在一定的溫度范圍內(nèi),約為-100℃至100℃之間。

延遲斷裂分二種:①先有氫后有應(yīng)力;(2)先有應(yīng)力后有氫

本人所在槍廠有氫參加下的多沖疲勞延遲斷裂,分析起來就更復(fù)雜了。

......


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