高强度航空结构钢电镀Zn-Ni合金的氢脆性能

目前,对航空300M超高强度结构钢电镀Zn-Ni合金的氢脆性能研究鲜见报道。采用正交试验法研究了工艺参数对300M钢Zn-Ni合金镀层含Ni量和氢脆性能的影响规律;采用EDA能谱分析、SEM形貌观察、缺口拉伸试验和断口分析等方法,对Zn-Ni合金镀层的氢脆性能和断口特征进行了分析研究,探讨了其代替松孔镀镉层的可行性。结果表明:从工程应用安全性出发的氯化物-硫酸盐体系Zn-Ni合金电镀优化工艺条件为镀液Ni2+/Zn2+质量浓度比0.53、温度30℃、电流密度4 A/dm2,所得镀层的氢脆敏感性低,符合航空工业高强度钢氢脆性能要求,可以代替剧毒镀镉工艺用于航空结构钢的表面防护处理。     

含氢V4Cr4Ti合金的力学性能和断裂特征

测试了不同氢含量V4Cr4Ti合金的冲击、拉伸和J积分断裂韧性等性能 ,分析了试样断口宏、微观断裂特征 ,研究了钒合金的氢脆行为和断裂机制。结果表明 ,在氢含量低于 2 15mg·kg- 1时 ,该合金的拉伸伸长率 >17% ,而冲击韧性和断裂韧性显著降低 ,表现出不同的氢脆敏感性。穿晶解理是该合金脆断的主要方式 ,但不同类型试样发生解理脆断的临界氢含量存在明显差异。     

锌-镍合金电镀中氢的共沉积

用电化学渗透测试方法研究了电镀锌－镍合金时渗氢量的变化规律，能够监控和评价镀层的氢脆性能，初步筛选出两种呆用于高强度钢抗氢脆电镀用槽液组成。在氯化物－硫酸盐槽液体系和含有添加剂B的氯化物糟液中，常温下可获得耐氢脆性能良好的Zn－Ni镀层。此外，缺口拉伸试验结果与电化学渗透测试结果相吻合。     

亚硫酸盐对热镀锌钢材在海洋大气环境中氢吸收行为的影响EI北大核心CSCD

采用改进的Devanathan双面电解池检测了热镀锌钢材的氢渗透电流,结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌分析,研究了受工业海洋大气污染有亚硫酸盐沉积的热镀锌钢材氢吸收行为及其在此环境中的氢脆敏感性。结果表明:随着试样表面亚硫酸盐的增加,其氢渗透电流显著增大;镀层缺陷使试样的氢渗透电流增大,且亚硫酸盐与镀层表面的缺陷协同效应进一步促进热浸镀钢材的氢吸收行为;氢吸收降低了热镀锌钢材的断后延伸率,表明海洋大气中的亚硫酸盐污染物会降低热镀锌钢材的韧性,导致氢损伤。     

双向电迁移后混凝土内钢筋氢含量变化及影响

为了研究双向电迁移修复过程混凝土内钢筋表面析氢对钢筋的影响,对混凝土试块进行了不同通电时间、不同电流密度下的双向电迁移修复试验。通过对钢筋中氢含量的检测定量研究了钢筋的渗氢程度,通过恒应变速率拉伸试验和钢筋断口电镜扫描研究了钢筋的力学性能变化,并与电化学除氯进行了对比。结果表明,随着通电时间的延长以及电流密度的增大,混凝土内钢筋氢含量增加,钢筋塑性下降,钢筋断口韧窝尺寸变小,深度变浅,氢脆风险增加;相比电化学除氯,双向电迁移可以有效抑制渗透进入钢筋中的氢含量,降低钢筋氢脆风险;同时定量分析表明钢筋中氢含量与钢筋塑性存在较好的相关性,氢含量每增加1μg/g,钢筋断裂能比就下降12. 18%,氢脆敏感性系数增加9. 92%。     

1 000 MPa级高强钢焊接件的氢脆敏感性研究

利用氢渗透试验、慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了1 000MPa级高强钢(HSS)焊接件在海水中的氢渗透行为及其应力腐蚀敏感性,结合SEM观察了试样的断口特征,并利用电化学试验和显微组织观察分析了焊接件不同区域的氢脆特征。结果表明:相对于焊缝区(WM)和母材区(BM),热影响区(HAZ)的自腐蚀电位最负、析氢电位最正,更容易发生腐蚀和析氢行为。热影响区的氢扩散系数最大,具有较强的吸氢倾向。动态电化学充氢对高强钢焊接件的影响主要体现在对塑性的损减方面;随着极化电位的负移,高强钢焊接件的强度没有明显变化,但断面收缩率、断后延伸率均减小,断裂方式逐渐由韧性断裂变为解理断裂;当极化电位约为-930mV(vs SCE)时,高强钢焊接件的氢脆系数达25%;在不同充氢极化电位下,焊接件试样的断裂位置多在热影响区。     

不同热处理状态40Cr钢的氢脆敏感性判据

本文在选定的应变速率下．用ＳＳＲＴ法研究了不同热处理状态下４０Ｃｒ钢的氢脆（ＨＥ）敏感性，通过对渗氢试样在介质中与未渗氢的原始状态试样在空气中机械性能的比较，以及用扫描电镜分析断口，得到一些结论。     

介质及应变速率对10钢的氢脆敏感性的影响

本文研究了 10钢在 H2 SO4溶液和 Na Cl溶液中渗氢后 ,在不同应变速率下其氢脆敏感性 .结果表明 :在 H2 SO4溶液中渗氢后 ,10钢具有明显的氢脆特征 ,应变速率从 3.33× 10 -1.sec-1～ 3.33×10 -6 .sec-1范围内 ,截面收缩率Ψ从 35 .36%降至 18.35 % ;延伸率δ从 2 9.34 %降至 14 .95 % ,10钢显示出最大的氢脆敏感性     

应力三轴度对淬火态硼钢氢脆敏感性的影响

对硼钢进行电化学充氢和低应变率拉伸,分别画出了纯剪切、单向拉伸及近似平面应变状态下淬火态硼钢充氢前后的应力-应变曲线,并基于等效塑性应变量化了硼钢的氢脆敏感性,研究了应力三轴度对淬火态硼钢的力学性能和氢脆敏感性的影响。用SEM及EBSD表征试样断口的微观组织,根据淬火态硼钢充氢前后断裂模式的变化分析了硼钢在不同应力状态下的氢脆机理。结果表明,淬火态硼钢在剪应力状态下的氢脆机理与拉伸应力状态显著不同,使其氢脆敏感性比拉伸应力状态显著降低。     

两种零件不同条件下氢脆断裂分析

对两种零件不同条件下氢脆断裂的宏、微观形貌特征进行了观察与分析,并对断裂构件的氢含量进行了分析测试.结果表明,钢制构件中氢含量超过一定值后均可发生氢脆断裂.构件是否发生氢脆断裂以及氢脆断裂的宏、微观形貌特征与构件中的氢含量、材料强度、所受应力状态等有关.     

镀层结构与氢脆关系研究

研究了高强度钢不同镀层的镀层结构、电镀渗氢行为及氢脆性能.分析研究了镀层结构与低氢脆性能的关系,对氢含量分布和工艺阴极电流效率也进行了分析.结果表明镀层的氢脆性能与镀层结构有密切关系,但不完全由镀层结构决定.高强度钢电镀的低氢脆机理有三种:以氯化铵镀镉为代表的高阴极电流效率模式;以低氢脆镀镉为代表的镀层高孔隙率模式;以镀镉-钛为代表的镀层成分和结构综合作用模式.     

镀锌螺栓的断裂分析

镀锌螺栓在组装后放置1～2d于根部或头部发生大量断裂,采用化学成分分析、金相检验、硬度检测及断口分析等方法对螺栓的断裂性质及断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓断裂为典型的氢脆断裂;主要原因是螺栓在后期酸洗和电镀过程中除氢不彻底,吸入了大量的氢;次要原因是热处理工艺控制不当,使螺栓心度硬度偏高,增加了其对氢脆的敏感性;两者共同作用最终导致螺栓发生氢脆断裂。     

有序度对Ni2Cr合金氢致脆断的影响

研究了环境气氛、动态渗氢及预渗氢对不同有序度Ni2Cr合金脆化的影响.结果表明,有序度对Ni2Cr合金在室温空气及氢气中的环境氢脆没有明显影响;动态渗氢拉伸时Ni2Cr合金存在严重的氢脆敏感性,无序和高度有序合金比部分有序合金脆化严重;预渗氢时,氢原子通过晶格扩散及晶界扩散进入合金,Ni2Cr合金氢脆敏感性随有序度的增大而减小.     

亚硫酸盐对热镀锌钢材在海洋大气环境中氢吸收行为的影响

采用改进的Devanathan双面电解池检测了热镀锌钢材的氢渗透电流,结合慢应变速率拉伸试验和断口形貌分析,研究了受工业海洋大气污染有亚硫酸盐沉积的热镀锌钢材氢吸收行为及其在此环境中的氢脆敏感性。结果表明:随着试样表面亚硫酸盐的增加,其氢渗透电流显著增大;镀层缺陷使试样的氢渗透电流增大,且亚硫酸盐与镀层表面的缺陷协同效应进一步促进热浸镀钢材的氢吸收行为;氢吸收降低了热镀锌钢材的断后延伸率,表明海洋大气中的亚硫酸盐污染物会降低热镀锌钢材的韧性,导致氢损伤。     

船用高强钢SH01焊条冷裂纹敏感性研究

采用插销试验和扩散氢试验研究了不同温湿度下的冷却速度、扩散氢含量对SH01焊条冷裂纹敏感性的影响,用扫描电镜观察了插销断口形貌。结果表明,SH01焊条的冷裂纹敏感性较低,其最小临界断裂应力Rcr为830MPa,大于焊条熔敷屈服强度Rp0.2;断口除起裂区具有沿晶和准解理的脆性特征外,其余为韧性的韧窝特征。     

60Si2MnA钢片弹簧断裂失效分析

某60Si2MnA钢片弹簧在使用10h后出现批量断裂,对断裂片弹簧进行了化学成分分析、硬度测试、金相检验以及断口微观形貌观察,以查明其断裂原因。结果表明:片弹簧断裂是由于在酸洗、电镀过程中析氢反应的发生,使其产生氢脆现象;同时由于热处理工艺过程控制不当,造成组织异常,硬度高于技术要求,加快了其氢脆倾向,最终导致片弹簧在外应力作用下发生氢脆断裂。     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

高强铝合金慢拉伸应变速率与氢脆敏感性的关系

以7085高强铝合金材料为研究对象，通过设定不同的慢拉伸应变速率，研究材料的氢致应力开裂，同时对试样断口进行扫描电子显微镜分析，初步探讨了应变速率与氢脆敏感性的关系，为高强铝合金材料氢脆敏感性评价体系的建立提供借鉴。     

高压燃油泵溢油阀断裂失效分析

某高压燃油泵溢油阀在服役过程中发生断裂,通过尺寸设计与原材料选用分析、化学成分分析、断口分析、金相分析、有效硬化层深度测试、硬度测试、镀锌层厚度测试、孔径尺寸测试等方法对溢油阀断裂原因进行了分析。结果表明:该溢油阀失效模式属于氢脆延迟断裂。溢油阀表面渗碳淬火处理导致其硬度偏高,氢脆敏感性增强;酸洗镀锌过程中由于未进行脱氢处理,导致溢油阀表面发生氢聚集,最终在安装应力和氢的共同作用下发生氢脆断裂。最后针对溢油阀断裂原因提出了预防措施。     

电沉积法制备三维泡沫镍负载钴催化剂及其工艺条件优化

多孔泡沫镍具有质轻、比表面积大、渗透性较好等特点,广泛应用于锂电池、超级电容器、燃料电池等新能源材料领域。本工作采用电沉积法在泡沫镍表面负载了非贵金属钴催化剂,通过排水法测试了其硼氢化钠醇解产氢性能。XRD测试结果显示,催化剂活性组分钴呈现α相,从SEM结果可以看出Co/Ni-foam催化剂表面平整、光滑,且具有三维立体结构,有利于催化反应过程中气液两相流动。考察电沉积法过程中电沉积时间、镀液温度、电流密度、镀液浓度等因素对催化剂产氢性能的影响,优化制备工艺。在电沉积时间为1.5h、镀液温度为40℃、电流密度为5mA/cm~2、镀液浓度为50g/L时,其硼氢化钠醇解产氢速率高达17 685.81mL·min~(-1)·g~(-1)(Co),在便携式制氢技术中具有广阔的应用前景。