如何預防15CrMoG合金管氫脆的現象
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,在使用過程中發生的斷裂,幾乎沒有塑性變形發生,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度比基體強度強或弱,皆是產生裂紋的原因;晶界上夾雜物的偏析也是斷裂的原因;另外,即使在遠遠小于屈服限的交變載荷作用下,也會引起發生疲勞斷裂現象。
一般來說,液壓(氣動)零件在設計時使用的力學性能指標,都是假定材料是均勻的、連續的、各向同性的,根據這種方法分析認為是穩定的設計,有時也會發生意外斷裂事故。研討發現,在金屬材料中發生的低應力脆性斷裂的過程中,材料組織遠非均勻的、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件的使用溫度有關。人們通過研討發現當溫度低于某一溫度值時,材料將會轉變為脆性狀態,其沖擊吸收功明顯下降,這種現象稱為冷脆,所以,設計時還要根據構件的工作溫度來選取具有適當冷脆轉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除油方式,滲氫量較少,若采用電化學除油,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、采用低氫擴散性和低氫溶解度的鍍涂層:
一般認為,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散性和低氫溶解度,滲氫較少。在達到產品技術條件要求的情況下,可采用不會造成滲氫的涂層,如機械鍍鋅或無鉻鋅鋁涂層,不會發生氫脆,不怕蝕性高,附著力好,且比電鍍環保。
3、鍍前去應力和鍍后去氫以去掉氫脆隱患若零件經淬火、焊接等工序后內部殘留應力大,鍍前應進行回火處理,回火去掉應力實際上可以減少零件內的陷阱數量,從而減輕發生氫脆的隱患。
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散屏障的作用,這將阻礙氫向緊固件外部的擴散。當鍍層厚度超過2.5μm時,氫從緊固件中擴散出去就困難了。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,鍍層厚度應控制在8μmmax。這就要求在產品設計時,需要考慮到螺栓的氫脆風險,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備上,它是采用優良碳素鋼,合金結構鋼和不銹不怕熱鋼做材質,經熱軋(擠、擴)或冷軋(拔)而成。
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