电镀紧固件的氢脆和去氢处理
紧固件氢脆试验测试
紧固件氢脆试验测试是一种常用的测试方法，用于检测紧固件在使用过程中是否会因为吸氢而导致脆性破裂。
以下是紧固件氢脆试验测试的一般步骤：
1.样品制备：选取要测试的紧固件样品，并加工成一定的标准尺
寸和形状，如标准螺钉、螺母等。
2.预处理：将样品放入预处理液中，一般为盐酸、硫酸等酸性溶
液，以去除表面油脂和其他污染物。
3.吸氢处理：将处理过的样品放入含有氢气的高压容器中，在一
定的压力和温度下进行吸氢处理，一般为24小时。
4.试验：将处理过的样品在一定温度和载荷下进行拉伸试验，比
较试验前后的拉伸性能，如延伸率、断裂强度等。
5.结果分析：根据试验结果和标准要求，判断样品是否存在氢脆
现象，如存在，则进行原因分析并提出改进建议。
需要注意的是，紧固件氢脆试验测试需要严格遵守标准操作规程和安全操作要求，以确保测试结果的准确性和安全性。
同时，样品的选取、处理和试验条件的确定也需要根据具体要求进行，以满足测试的目的和要求。
镀金后去氢处理工艺流程
镀金后去氢处理工艺流程
(1)电镀后要除氢处理的原因:金属材料由于渗氢而引起的早期脆断现象称为氢脆。
酸洗和电镀等表面处理常常会造成金属基体和镀层渗氢,不进行除氢处理就不能避免氢脆危害。
(2)必须除氢的制品:A、对氢敏感的高强度结构钢和弹性零件。
B、带有多层超硬材料的厚镀层的电镀制品,如地质钻头、工程钻头、套料刀等。
(3)除氢方法:采用热处理方法。
一般是在烘箱中加热并保温一段时间,即可驱逐基体和镀层中的氢。
经热处理后出现鼓泡、脱皮等现象者即视为废品。
具体作法:一般在200~250℃保温2~4小时;对于钻头之类具有多层磨料且在恶劣条件下工作的电镀制品,应保温4~6小时甚至更长;对于渗碳件和锡焊件,除氢温度宜在140~150℃保温约3小时。
除氢标准
Comoonents
Heat treatment times at +190℃ to +230℃Bolts and screws of strength grade10.9
4h Bolts and screws of strength grade12.9
6h with spring washers hardness range 40
8h with spring washers hardness range 5012h
Case hardened screw(tapping screws)
2h
Thread forming screws 6h
零件
最短时间10.9级的螺钉、螺栓和螺柱
412.9级的螺钉、螺栓和螺柱
6带硬度HV400~500弹性垫圈的组合件
8带硬度HV500~600弹性垫圈的组合件
12自攻螺钉
2自攻锁紧螺钉6
氢脆的敏感性随紧固件的强度的增加而增加，对10.9级及其以上的外螺纹紧固件或表面淬硬的自攻螺钉以及带有淬硬钢制垫圈的组合螺钉等在电镀后应进行去除氢处理。
电镀后尽快在4h内进行驱氢处理。
驱氢的恒温箱中进行，温度为190~230℃,驱氢时间从达到规定的温度时开始计算：
GME 00252标准
GB5267：85螺纹紧固件电镀层。
氢脆的避免消除措施
金属材料的两种经常有关而又有别的被破坏（或断裂）的现象。
目前，由延迟断裂氢脆引发的弹性紧固件断裂自然是一个严重的产品质量问题，人们可以采取各种技术来减少和预防弹性紧固件的氢脆问题。
1．材料缺陷的影响
弹性紧固件材料表面缺陷对电镀锌的有害影响是不容忽视的，比如钢板表面轻微裂纹折叠、斑痕蚀坑夹杂和超过允许深度的脱碳层，都会对弹性紧固件镀锌产生十分有害的影响，压弯成型不当造成表面插划伤，局部应力集中等都会有不良影响。
⑶应选择氢脆性较小的镀锌电解液，一般而言，氯化物型镀锌电解液相对析氢较少，产生氢脆的可能性也小；而氰化物镀锌电解液析氢、渗氢较多，产生氢脆的机率也较大。
⑷采用有效的驱氢工序驱散渗氢，减少氢脆应力。驱氢温度一般为190-230℃，驱氢时间6-8h。在电镀锌后钝化前2h内进行，停留时间越短越好。
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2．热处理工艺的影响
热处理工艺对弹性紧固件电镀锌后的氢脆是有较大影响的，若硬度≥45HRc时，均会诱发或导致弹性紧固件断裂。
在确保热处理技术参数的前提下，选择适宜的加热温度，合理的加热时间，充分予以回火。以最大限度地消除组织应力和热应力，避免其有害影响。淬火加热时应严防氧化和脱碳，网带炉碳势控制在0.60%-0.70%,盐浴炉必须认真脱氧捞渣,进行硬度检测时,严格注意表面层造成硬度虚假现象，使硬度測试值失真。一般应控制在42-44HRc为佳，不要超过45HRc。
(1)
式中α为形状因子,可从断裂力学手册中查到。裂纹深度（a）的扩展速度(da／dt)随KI的变化,一般有图3所示的三阶段的关系，依据Ⅱ阶段的da／dt以及（1）式,可以估算寿命。
紧固件产品电镀后必须进行去处氢脆处理
关于氢脆问题1、螺纹紧固件氢脆产生的原因及危害螺纹紧固件在制造的过程（如：调质（淬火＋高温回火）、氰化、渗炭、化学清洗、磷化、电镀、滚压碾制和机加工（不适当的润滑而烧焦）等工序）和服役环境中，由于阴极保护的反作用或腐蚀的反作用，氢原子有可能进入钢或其他金属的基体，并滞留在基体内，在低于屈服强度（合金的公称强度）的应力状态下，它将可能导致延伸性或承载能力的降低或丧失、裂纹（通常是亚微观的），直致在服役过程或储存过程中发生突然断裂，造成严重的脆性失效。
螺纹紧固件，尤其是高强度紧固件经冷拔、冷成形、碾制螺纹、机加工、磨削后，再进行淬硬热处理、电镀处理，极易受氢脆的破坏。
导致紧固件氢脆的原因很多，但是电镀处理工序是关键的因素之一。
紧固件由于氢脆产生的脆性断裂，一般发生的很突然，是无法预料的，故这种失效的形式造成的后果是很严重的。
尤其是在有安全性能要求时，减少氢脆的产生是很有必要的，因此，电镀紧固件去除氢脆是一项很重要的工作工作。
2、紧固件易产生氢脆失效危险的情况及特征A、高抗拉强度或硬化或表面淬硬；B、吸附氢原子；C、在拉伸应力状态下。
随着零件硬度的提高、含碳量的增加、冷作硬化程度的强化，在酸洗和电镀过程中。
氢的溶解度和因此产生吸收氢的总量也将增加，也就是说零件的氢脆敏感性就越强。
直径较小的零件比直径较大的零件氢脆敏感性就强。
3、减少电镀紧固件氢脆的措施A、加工硬度大于或等于320HV的电镀紧固件，在清洗过程前，应增加应力释放过程；在清洗过程中，应使用防腐蚀酸、碱性或机械方法进行。
浸入到防腐酸的时间尽可能的设计为最小持续时间。
B、硬度超过320HV的紧固件在进行冷拔、冷成形、机械加工、磨削后进行热处理工序时，则应符合ISO9587D的规定；C、应尽可能避免有意引入残余应力办法。
如：螺栓、螺钉在热处理后碾制螺纹；D、经热处理或冷作硬化的硬度超过385HV或性能等级12.9级及其以上的紧固件不适宜采用酸洗处理，应使用无酸的特殊方法，如：碱性清洗、喷砂等方法。
氢脆知识
氢脆现象1、氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。
又称白氢脆现象点。
2 内氢脆在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢(10—6量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。
在尚未出现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到200℃以上数小时，可使内氢减少)恢复钢材的性能。
因此内氢脆是可逆的。
3.热处理适合氢脆。
热处理的方法是将工件加热至某一温度，保温一段时间，缓冷，使氢随溶解度逐渐变小，逐渐析出。
加热会破坏镀层。
4.如何防治。
主要是将酸洗控制好。
首先，尽量缩短酸洗时间；其次加缓蚀剂，减少产氢量。
压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生氢脆现象元素很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。
造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。
或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。
它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。
腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。
介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。
温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。
钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。
预防电镀氢脆断裂解决方案
预防电镀氢脆断裂解决方案
在弹性元件的制造过程中，电镀是一个必不可少的环节。
然而，这个过程中也存在着一个潜在的问题：氢脆。
氢脆是由于氢离子在电镀过程中渗透入弹性元件的基体和镀层中，导致材料内部产生应力，最终引发断裂。
这是一个严重的质量问题，为了防止这种情况的发生，以下是一些关键的预防措施：
1.清洁与除油：使用95#航空汽油进行清洁，可以有效地去除工件表面的油污。
之后进行化学除油和电解除油，进一步清洁工件。
2.酸蚀处理：在酸蚀过程中，不能使用硫酸，而应使用盐酸。
同时要严格控制盐酸的浓度，并添加缓蚀剂。
3.镀锡工艺：为了防止渗氢，可以使用酸性镀锡电解液。
但是，对于细小的工件，碱性镀锡工艺更佳。
在电镀过程中，尽量缩短镀铜与镀锡时间，并使用大电流冲击以提高结合力和减缓渗氢。
去氢处理：完成电镀后，必须进行去氢处理。
在恒温电烘箱内进行，温度控制125135℃，时间120240min。
去氢处理可以去除弹性元件内部和镀层中的氢气，防止氢脆的发生。
需要注意的是，不同的材料厚度和材质，均有对应的除氢条件，请在去氢前确认除氢标准要求。
以上措施可以有效预防弹性元件电镀过程中的氢脆断裂。
在实际
操作中，还需要注意一些细节问题。
比如在电镀过程中，要避免暴露在酸性环境中；烘烤处理时要注意控制时间和温度，避免过高的温度导致镀层失效；避免使用过高的电荷或强酸和/或腐蚀性清洁剂；减少或消除弹簧渗氢；注意金属材料的硬度等。
总之，预防弹性元件电镀过程中的氢脆断裂需要从多个方面入手，严格控制工艺条件和操作流程。
只有这样，才能保证产品质量和可靠性。
电镀中金属氢脆原因及解决方法
电镀中金属氢脆原因及解决方法电镀中的金属氢脆是指金属在电镀过程中吸收氢气后表现出的脆性现象。
这种现象会导致电镀金属的脆性增加，降低了金属的强度和韧性，从而使其容易发生开裂和断裂。
下面将详细介绍金属氢脆的原因和解决方法。
一、金属氢脆的原因：1.金属原料中的杂质：金属原料中的杂质，特别是含碳量较高的杂质，会促进金属吸氢。
2.电解液中的氢离子：电解液中的氢离子会随着电流和电压的作用，被还原为氢气，并通过金属的表面吸附到其中，从而导致金属吸氢。
3.电镀过程中的金属与溶液接触时间过长：如果金属与电镀液接触时间过长，会增加金属吸氢的机会。
二、金属氢脆的解决方法：1.提高金属材料的纯度：降低金属材料中的杂质含量可以有效地减少金属吸氢的机会。
在金属制备过程中，可以根据需要采取加热处理、熔融冶炼等方法来提高金属的纯度。
2.选择合适的电镀工艺：在电镀过程中，可以选择低氢化物电镀工艺，如钴合金电镀、镍合金电镀等，这些电镀工艺可以减少金属吸氢的机会。
3.控制电镀过程中的工艺参数：要注意控制电镀过程中的温度、电流、电压等参数。
在控制电流密度时，应选择合适的值以避免金属吸氢。
4.加强表面处理：在电镀之前，可以对金属材料进行一些适当的表面处理，如酸洗、研磨、抛光等，可以清除金属表面的氧化物和杂质，减少金属吸氢的机会。
5.合理控制电镀时间：尽量减少金属与电镀液接触的时间，可以有效地减少金属吸氢的机会。
以上是金属氢脆的原因及解决方法的一些建议，希望能对您有所帮助。
在实际应用中，除了以上措施外，还需要根据具体情况制定相应的解决方案，以获得更好的效果。
紧固件表面九大处理类型
紧固件表面九种处理方式,一、电镀锌商业紧固件最常用的镀层就是电镀锌了。
它比较节约成本,外表也较美观,颜色有黑色和军绿色等多种颜色。
但是,它的防腐能力其实一般,它的防腐性能是锌镀(涂)层中最差的。
正常情况下电镀锌中性盐雾试验在72小时间,也会采取比较特殊封闭剂,能使中性盐雾试验到达200小时以上但是成本较高,是一般镀锌的5到8倍。
电镀锌在制作加工过程时易产生氢脆,然而，10.9级以上的螺栓正常景况下不采取镀锌的处理方式即使镀后能用烘箱去氢,但是因为钝化膜在比60℃高的时候将遭到破坏,所以去氢一定得在电镀后钝化前来实施。
可操作性不好,并且加工费用高。
但是在我们生活中,一般情况下生产厂并不会主动去氢,除了特定顾客的强制要求外。
电镀锌的紧固件扭矩—预紧力一致性能比较差,而且并不稳定,正常不用于重要部位的连接。
为了改变扭矩—预紧力一致性,也可以采取镀后涂覆润滑物质的方法改变和加强扭矩—预紧力一致性。
二、氧化(发黑)发黑+涂油是工业紧固件特别流行的镀层,是因为它成本较低,而且在油耗完之前着很不错。
但是因为发黑基本没有防锈能力,所以没有油后它会很快就生锈。
就算在有油状态下,其中的性盐雾试验也只可以到达3~5小时。
表面发黑的紧固件扭矩—预紧力一致性也非常差。
如想提高,可以能在装配的时候在内处螺纹上涂抹油脂后然再旋合。
三、电镀镉虽然镉镀层防腐蚀性能挺好,就算是在海洋性大气条件下的耐腐蚀性较其他表面处理很好。
但是电镀镉在加工过程中的废液处理成本较高,成本较大,它的价格大约是电镀锌的15~20倍。
然而在一般行业没有大量费用去使用,只能使用与一些固定的条件下。
比如,使用于石油钻井平台和海航飞机用紧固件。
四、电镀铬铬镀层使用于大气中很稳定,不太容易变色以及失去光泽,硬度较高耐磨性好。
在紧固件行业使用铬镀层一般是起到装饰作用。
在防腐性要求较高的工业行业较少利用,是因为好的铬电镀紧固件和不锈钢一样的成本费用较高,只是我们使用不锈钢强度不够的时候,一般才利用镀铬紧固件替代。
螺丝氢脆的控制及去氢工艺
螺丝氢脆的控制及去氢工艺螺丝氢脆的控制在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。
因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。
析氢的影响是多方面的,其中最主要的是螺丝氢脆。
螺丝氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。
表面处理技术人员必须掌握避免和消除螺丝氢脆的技术,以使螺丝氢脆的影响降低到最低限度。
一、螺丝氢脆1螺丝氢脆现象螺丝氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%～50%。
某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。
另外,有一些螺丝氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 螺丝氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
螺丝氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。
因此,螺丝氢脆通常表现为延迟断裂。
氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。
镀镉层是最难扩散的,镀镉时产生的氢,最初停留在镀层中和镀层下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。
经过一段时间后,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。
汽车高强度紧固件的氢脆预防及试验方法
汽车高强度紧固件的氢脆预防及试验方法1 前言近年来，随着汽车、桥梁、航空航天事业的长足发展，高强度紧固件的应用日益广泛。
高强度螺栓在节约原材料成本、节省装配位置及减轻整车分量等方面无疑有着不可替代的优势，但钢制高强度紧固件对氢脆的敏感性隐患却是一个不容忽视的重要课题，同时也已经引起了整个紧固件行业及用户的广泛关注。
汽车高强度紧固件因氢脆问题在装配生产现场或者用户使用过程中浮现早期断裂，将使整车或者总成质量与声誉受到严重影响。
因氢脆断裂具有不可预期的延迟性，即使装配时未发生脆断，而是在此后更长期才发生断裂，更换零件就不得不在汽车下线后进行，甚至不得不采用召回整车进行返修的措施，势必造成极大的经济损失和名誉损失。
虽然国内外对于氢脆研究的论文不在少数，但由于影响钢铁材料氢脆的因素不少，包括基体材料的强度水平、零件服役温度、材料表面状况、应力状态等等，在这些因素交叉影响下氢脆的作用机理变得更为复杂，至今仍未有文献能做出完整的解释。
目前基本被接受的解释是氢的陷阱效应理论。
目前针对紧固件氢脆的防治及试验方法标准的出台也为数不少，如：国际标准化组织 (ISO)、美国汽车工程师协会(SAE)、德国标准 (DIN)、国家标准 (GB) 等，因此，全球比较大的汽车公司或者集团都制定了更加详细的企业标准，如：美国戴姆勒·克莱斯勒公司、韩国大宇公司、日本本田公司、日本丰田公司、韩国现代公司、法国PSA集团、美国通用公司、德国大众公司等等。
2 氢脆的机理——陷阱效应所谓氢脆，是指氢原子侵入基体材料中而引起的材料延迟失效断裂。
氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
其主要原理是将钢铁基体中一些易于渗入氢原子的位置形容为“陷阱”，这些位置包括钢铁结构中的晶界、位错中心、非金属夹杂物及碳化物等与钢铁原子之间形成的固- 固界面，还有应力中心等。
当活动氢原子进入这些“陷阱”，即被束缚而成为非活跃氢原子。
氢原子在陷阱位置的会萃将使材料的断裂应力下降，应力集中部位将形成裂纹，裂纹逐渐扩展直至断裂发生，此即为氢脆引起的延迟断裂现象。
电镀产品的氢脆隐患及预防措施
电镀产品的氢脆隐患及预防措施摘要：本文依据部分电镀金属产品发生氢脆现象的典型案例，探讨了产品在电镀过程中吸氢并产生氢脆现象的原理，从选用恰当的除油工艺、酸洗工艺、电镀工艺及镀后除氢工艺等几个方面提出了预防电镀产品发生氢脆现象的措施。
关键词：电镀；氢脆；预防措施引言氢脆是电镀产品可能出现的失效现象之一，通过有效的措施预防及消除氢脆隐患，对于电镀产品的质量控制具有重要的现实意义。
1 电镀与氢脆电镀是获得金属保护层的有效方法之一，通过电镀得到的金属镀层，结构致密，结合力好，可发挥抗腐蚀、提高表面硬度和耐磨性、装饰、提高导电性、导磁性等功效。
氢脆是金属材料或产品在制造、处理或使用过程中吸收氢元素，导致材料塑性严重降低的现象。
有氢脆隐患的产品，在使用过程中，容易发生低应力脆性断裂，危害极大。
金属产品的电镀及其前处理工艺，都存在氢元素环境，由于氢原子半径小，很容易被金属吸收，如果不采取有效措施避免吸氢或将已吸收的氢从金属本体消除，电镀产品就存在氢脆隐患。
2 典型的氢脆现象以65Mn镀锌弹性挡圈和30CrMnSiA镀锌螺杆的氢脆断裂现象为例，表现为产品装配后的低应力延迟断裂，零件几乎不发生塑性变形，断口高倍形貌显示沿晶或穿晶解理及二次裂纹特征。
氢脆断裂产品的宏观形貌如图1和图2，断口微观形貌如图3和图4。
对断裂失效的65Mn弹性挡圈进行氢含量检测，结果见表1。
图1 65Mn镀锌弹性挡圈氢脆断裂宏观形貌图2 30CrMnSiA镀锌螺杆氢脆断裂宏观形貌图3 65Mn镀锌弹性挡圈氢脆断裂微观形貌图4 30CrMnSiA镀锌螺杆氢脆断裂微观形貌表1 65Mn镀锌弹性挡圈断裂失效件与原材料的氢含量对比样品氢含量（wt%）氢含量换算（PPM）65Mn挡圈原材料 0.0017 1765Mn断裂挡圈 1# 0.0195 195 2# 0.0116 116结论断裂挡圈的氢含量远高于原材料氢含量3 电镀产品氢脆现象的机理分析3.1 电镀原理电镀是一种电化学过程，也是一个氧化还原过程。
金属氢脆原因及去氢脆方法
金属氢脆原因及去氢脆方法集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。
因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。
析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢脆。
氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。
表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,以使氢脆的影响降低到最低限度。
一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%～50%。
某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。
另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。
因此,氢脆通常表现为延迟断裂。
氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。
镀镉层是最难扩散的,镀镉时产生的氢,最初停留在镀层中和镀层下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。
为什么要去氢
为什么要去氢并不是说高强度的螺栓才做去氢处理的，紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。
当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转移，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。
氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。
这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。
通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。
为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙，以使氢从镀层中渗出，烘焙通常在375-4000F（176-190℃）进行3-24小时。
去氢处理，也称除氢处理，一般对电镀前后必须进行工序，特别是对高强度高硬度的零件在电镀工艺中。
氢脆的原理与预防在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。
因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。
析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢脆。
氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。
表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,氢脆的影响降低到最低限度。
一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%～50%。
某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。
另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
紧固件氢脆试验测试
紧固件氢脆试验测试
紧固件氢脆试验测试是一种用于测试紧固件在高压环境下是否会发生氢脆现象的实验方法。
氢脆现象是指紧固件在接触氢气或其他含氢物质时，由于氢的渗透和扩散而导致紧固件材料内部的组织结构发生变化，从而导致紧固件发生脆化、开裂等问题。
紧固件氢脆试验测试通常包括以下步骤:
1. 准备测试样品：从紧固件产品中随机抽取样品，并对样品进行尺寸、形状、材料等方面的检查。
2. 处理样品：将测试样品进行表面处理，例如清洁、抛光、涂覆等，以便后续测试能够顺利进行。
3. 放入试验箱：将处理好的样品放入试验箱中，并将试验箱密封。
4. 注入氢气：将试验箱中的气体置换成氢气，以确保样品在测试过程中接触氢气。
5. 测试时间：设定测试时间，通常在数小时到数天内进行。
6. 取出样品：在测试结束后，将样品从试验箱中取出，并进行后续处理。
7. 分析结果：对测试样品进行微观组织分析、力学性能测试等方式，来分析紧固件在高压环境下是否发生了氢脆现象。
紧固件氢脆试验测试可以帮助企业及科研机构对紧固件产品的安全性和可靠性进行评价，并为产品的设计和制造提供重要的参考和指导。
紧固件氢脆试验
紧固件氢脆试验一、前言紧固件是机械结构中不可或缺的一部分，其作用是连接和固定各种零部件。
在使用过程中，紧固件可能会出现氢脆现象，这会导致紧固件的强度和韧性下降，从而影响整个机械结构的安全性能。
为了保证紧固件的质量和可靠性，需要进行氢脆试验。
二、什么是氢脆试验氢脆试验是指将待测样品暴露在含有氢化物离子（如HCl、H2S等）的介质中，在一定条件下进行加热处理后，观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该试验主要用于评估材料对氢脆的抗性能力。
三、为什么需要进行氢脆试验1. 紧固件易受到外界环境中含有氢化物离子的影响，容易发生氢脆现象。
2. 氢脆会导致紧固件的强度和韧性下降，从而影响整个机械结构的安全性能。
3. 通过氢脆试验可以评估材料对氢脆的抗性能力，从而选择更加适合的材料来制造紧固件。
四、氢脆试验的方法1. 静态拉伸试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行拉伸试验，观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于直径小于等于10mm的螺栓、螺钉等紧固件。
2. 静态弯曲试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行弯曲试验，观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于直径大于10mm的螺栓、螺钉等紧固件。
3. 动态扭转试验法该方法是将待测样品在含有氢化物离子的介质中进行加热处理后进行扭转试验，观察样品是否出现裂纹或断裂现象以及其严重程度。
该方法适用于高强度和超高强度紧固件。
五、影响氢脆试验结果的因素1. 试验介质中氢化物离子的浓度和种类。
2. 加热温度和时间。
3. 样品的形状和尺寸。
4. 样品表面处理和状态。
5. 试验设备和条件。
六、氢脆试验的评定标准1. 静态拉伸试验法：根据样品断口形貌、断口长度等指标进行评定。
2. 静态弯曲试验法：根据样品断裂位置、断口形貌等指标进行评定。
3. 动态扭转试验法：根据样品扭转角度、扭转次数等指标进行评定。
小型零件的去氢检验方法与再去氢热处理
氢脆是金属由于吸氢而造成材料变脆，塑性降低，自行断裂的现象。
材料的这种破裂形式势必造成意想不到的事故，对安全形成极大威胁。
随着金属材料的广泛应用，各国对表面处理中的氢脆现象进行了比较多的研究和试验，并制定了一些标准（例如增加去氢处理，限制高强度钢的电镀，改进电镀工艺等）来防止零件受到氢脆的破坏。
本文主要介绍去氢处理的检验方法以及防止产生氢脆的再去氢处理方法。
1去氢检验方法零件在电镀过程中，镀层和基体金属的晶格中往往发生渗氢，此时零件内应力变大，塑性降低，容易脆断［1］。
为控制电镀工艺过程中可能产生的渗氢，防止氢脆，我国制定了氢脆性的检验方法，如延时破坏试验［2］。
但这种方法对试样的加工要求较高，试验时间长，实际应用有一定的局限性。
实际生产中，常用的还有模拟试验，即模仿零件的使用条件，对被测零件进行疲劳加载试验，测试零件在使用寿命范围内是否会产生脆断，来检测是否会产生氢脆。
但是常规的循环疲劳加载周期短，不足以提供延迟破坏的诱导期，除非加载周期足够长［3］。
目前国外有一种更简单、更方便的方法检测去氢效果。
防止氢脆现象的产生，具体方法如下：检验用品：石蜡或凡士林。
检验装备：烧杯（防火容器），铁架台，温度计，石棉网，酒精灯。
检验方法：用烧杯来盛取适量的石蜡，置烧杯于铁架台的石棉网上，点燃酒精灯加热石蜡至完全融化（石蜡可将零件全部浸没）。
用温度计测量石蜡液的温度，使之保持在160～190℃，在此温度范围内保持5min以去除其所含水分。
被测零件经热皂水去油迹并烘干，放入石蜡液中，若在10s内有气泡产生（氢气在零件表面形成或析出），则证明该零件去氢不好或没有去氢，若没有气泡产生，则去氢效果好。
也可用凡士林代替石蜡，但温度必须控制在（100±5）℃内。
2再去氢热处理用以上的去氢检验方法，如发现零件去氢效果不好，产生气泡很多时，零件必须进行再次去氢处理后方可使用。
去氢最常用的处理方法是对零件进行低温热处理，使氢逸出。
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电镀紧固件的氢脆和去氢处理
紧固件由于氢脆产生的脆性断裂一般发生得很突然，是无法预料的。
故这种失效形成造成的后果是很严重的。
尤其是在安全性能要求时，减少氢脆是很必要的，因此，电镀紧固件去除氢脆是一项很重要的工作。
1、减少电镀紧固件氢脆的产生
a、加工硬度大于或等于320HV的电镀紧固件，在清洗过程前，应增加应力释放过程；在清洗过程中，应使用防腐蚀酸、碱性或机械方法进行。
浸入到防腐酸的时间尽可能地设计为最小持续时间。
B、硬度超过320HV的紧固件在进行冷拔、冷成形、机械加工、磨削后进行热处理工序时，则应符合ISO9587的规定。
c、应尽可能避免有意引人残余应力办法，如：螺栓、螺钉在热处理后碾制螺纹。
d、经热处理或冷作硬化的硬度超过385HV或性能等级12.9级及其以上的紧固件，不适宜采用酸洗处理应使用无酸的特殊方法，如：碱性清洗、喷砂等方法。
e、热处理或冷作硬化的硬度超过365HV的紧固件，应采用大阴极功率电镀溶液电镀工艺。
f、钢制紧固件为了进行电镀，表面应经特殊处理，即经最小浸入时间清洗后再进行电镀。
G、选择合适的镀层厚度，因为随着镀层厚度的增加，氢释放的难度也增加了。
2、对以下紧固件产品电镀后必须有进行去除氢脆处理
a、性能等级大于或等于10.9%级的螺栓、螺钉和螺柱；
b、硬度大于或等于372HV的弹性垫圈或弹性垫圈组合件；
c、性能等级大于或等于12级的螺母；
d、自攻螺钉、自攻自钻螺钉、自攻锁紧螺钉等表面淬硬类紧固件；
e、抗拉强度大于或等于1000MPa或硬度大于或等于365HV金属弹性夹等紧固件。
3、去除氢脆的措施
去除氢脆的措施实际上就是烘干过程，可以说是为了使氢脆减少到最小，在给定的温度下和规定的时间内，将零件加热的过程。
电镀后烘干过程就是将钢中的氢蒸发和不可逆收集而释放氢原子的过程，在GB/T5267.1附录A中给出了烘干过程的详细资料。
根据零件的产品品种、几何形状、材料、性能等级或硬度、清洗工艺、镀层种类及电镀工艺的不同，制定的烘干工艺也不同。
去除氢脆时应注意以下几点：
a、不应采用超过零件回火的温度进行烘干；
b、烘干过程应最好在电镀后(最好在1h内)，铬酸盐钝化处理前立即进行；
c、烘干温度在200~230℃是合理的，一般采用较低的烘干温度和较长的烘干时间；
D、烘干持续时间在2~24h内选取，一般8h烘干持续时间的典型示例。