Yüksek-Mukavemetli Cıvataların Hidrojen Kırılganlığı

Hidrojen kırılganlığı nedir? Hangi türlercıvatalarHidrojen kırılganlığına eğilimli misiniz? Hidrojen gevrekleşmesi nasıl önlenir? Aşağıda cıvataların hidrojen gevrekleşmesi olayını ayrıntılı olarak ele alacağız.

Mevcut üretim teknolojisi ve temel malzeme teknik seviyesi ile geleneksel işlemlerle üretilen cıvatalar kendi başlarına gevrek kırılmaya eğilimli değildir. Bununla birlikte, hidrojen gevrekleşmesi çoğunlukla cıvataların elektrogalvanizleme veya nikel kaplama gibi yüzey işlemlerine tabi tutulmasından sonra veya ısıl işlem işlemi sırasında hidrojen eklendiğinde meydana gelir. Bu nedenle bu konu, cıvataların yüzey işlemine ve ısıl işleme tabi tutulmasından sonra hidrojen kırılganlığının nasıl önleneceğine odaklanmaktadır.

Hidrojen kırılganlığı, hidrojen ve stresin birleşik etkisi altında aşırı iç hidrojen içeriği nedeniyle metal malzemelerin tokluğunda bir azalmaya maruz kaldığı ve bu durumun cıvata başının, dişlerinin ve diğer parçaların ani kırılgan kırılmasına yol açtığı bir olguyu ifade eder. Bu tür bir kırılma ani ve öngörülemez olduğundan ciddi bir kalite ve güvenlik tehlikesi oluşturur. Hidrojen gevrekleşmesinin meydana gelmesi çoğunlukla yüzey elektrokaplama, dekapaj veya söndürme ve diğer harici stres arıtma işlemleri sırasında hidrojenin metal matris içine nüfuz etmesine neden olan uygunsuz işlemlerle ilgilidir.

Peki hangi tür cıvatalar yüzey işleminden sonra hidrojen gevrekleşmesine eğilimlidir? Kuşkusuz öyle yüksek-mukavemetli cıvatalar. Yüksek-mukavemetli cıvatalar genellikle mukavemet derecesi 8,8 veya üzeri olanları ifade eder; 10,9 ve 12,9 dereceleri ise ultra-yüksek-mukavemetli cıvatalar olarak sınıflandırılır. Malzemenin yüksek-mukavemet özelliklerinden dolayı, bu cıvatalar hidrojene karşı son derece hassastır. Yüzey işlemi sırasında hidrojen eklenirse ve zamanında çıkarılmazsa, hidrojen gevrekleşmesinin meydana gelme olasılığı yüksektir. Yüksek{11}}mukavemetli cıvatalar otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve otomobillerdeki cıvataların çalışma koşulları nispeten ağırdır-ya uzun süreli{13}}yüksek yük koşullarında çalışırlar-ya da açık{15}}hava ortamlarına maruz kalırlar. Yüzey işlemine tabi tutulmuş yüksek mukavemetli cıvatalar için, çevre koşulları değiştiğinde, hidrojen gevrekleşmesi kırılması riski daha da artacaktır.

O halde hidrojen gevrekleşmesini nasıl önlemeliyiz? En uygun yöntem, tasarımın izin vermesi koşuluyla, cıvatalara galvanizleme gibi yüzey işlemleri katan hidrojen-uygulamasından kaçınmaktır. Elbette bu yalnızca idealize edilmiş bir öneridir ve çoğu çalışma koşulunda uygulanması zordur. Bu nedenle başka etkili önlemlerin alınması gerekmektedir. Hidrojen gevrekleşmesi, yüksek-mukavemetli cıvataların yüzey işleminden kaynaklanıyorsa, kaynaktan gelen hidrojen nüfuzunu azaltmak için aşırı uzun asitleme süresi veya uygunsuz elektrokaplama prosesi parametreleri gibi yüzey işleme prosesi gibi sorunların olup olmadığını araştırmak gerekir. Ayrıca yüzey işleminin tamamlanmasının ardından hidrojen giderme tavlama işleminin de eklenmesi gerekmektedir. Kaplamayı yükseğe yerleştirinmukavemetli cıvatalarsabit sıcaklıktaki bir fırında 2-4 saat boyunca 190-230 derece sıcaklıkta tutun. Isıtma, hidrojen kırılganlığını ortadan kaldırmanın temel yöntemi olan hidrojenin metal matristen kaçmasını teşvik eder.

Hidrojen gevrekleşmesi ısıl işlem prosesinden kaynaklanıyorsa, ısıl işlem proses parametrelerinin ayarlanması gerekir. Bununla birlikte, ısıl işlemin neden olduğu hidrojen gevrekleşmesinin temel nedeninin aşırı yüksek sıcaklık değil, ısıl işlem sırasında dekapaj ve söndürme ortamı gibi işlemler yoluyla aşırı hidrojenin dahil edilmesi olduğu açıklığa kavuşturulmalıdır. Bu nedenle, asitleme sürecini optimize etmek ve hidrojen nüfuzunu temel olarak azaltmak için düşük-hidrojen söndürme ortamını seçmek gereklidir.

Cıvatalar gerekli tüm işlemleri tamamladıktan sonra hidrojen gevrekleşmesi testi çok önemlidir. Hidrojen gevrekleşmesinin kırılması ani bir olaydır ve cıvata kafasına metal bir çekiçle vurmanın tespit yöntemi bilimsel değildir ve yanlış karar vermeye açıktır. Standartlaştırılmış test yöntemi gecikmeli kırılma testidir. Belirli bir oranda numune alın, belirli bir çekme yükü uygulayın ve bunu bir süre tutun. Numunelerin kırılmaması durumunda bu grup cıvataların hidrojen gevrekleşmesi riskinin kontrol edilebilir olduğu ve kullanıma alınabileceği belirlendi.