一、什么是氢脆化
氢脆化对于紧固件来说可能是最坏的问题发生原因之一,因为它是延迟破坏。通常在组装24小时后发生,但没有一定的准确时间。商用的紧固件种类在电镀后且有洛氏C34或以上的硬度容易引起氢脆的失败。这些种类包括自攻螺丝、弹簧华司、Sems(组合华司的自攻螺丝)、螺帽组合华司(Keps or ConicalAssembly Nuts)、Grade 8螺栓等产品。
二、产生氢脆化的主要原因
种种迹象显示,氢脆的潜在倾向与产品做表面处理、钢内碳含量以及产品硬度有关且成正比。参考各个规范及相关论文的研究结果显示:
1、当产品脆性增加以及酸液浸洗是造成氫脆化的主要因素。
产品在经过冷锻或冷加工后硬化热处理,使产品脆性增加,对氢脆损害特別敏感;酸洗、磷酸盐、电镀、自动反应的过程和在大自然环境。
2、产品型号及电镀造成。
通常在 Grade 2 的螺栓或螺丝同意使用电镀,事实上也无氢脆化的倾向,因為這些产品都是低碳钢以及无硬化。Grade 5 电镀后的螺栓或螺丝就很有可能有氢脆化的问题产生,这些产品都是使用中碳钢制造以及硬化处理到最高 C34 的硬度,但仍未听說有氢脆化的事情产生。Grade 8 电镀后的螺栓或螺丝就有氢脆化的倾向,这些是使用中碳合金钢制造及硬化处理到最高 C39 的硬度。
三、氢脆化测试仪器及装置
1、扭力轴力机(Torque - Tension)
2、扭力扳手(Torque Wrench)
3、测试楔形垫片
板子应为钢制,厚度是让锁上螺栓后仍至少留有三个完整螺纹在外。板上孔应尽可能和所测螺栓之外径接近,但不能夠大于垫圈的孔径。氢脆性测试时,外螺纹紧固件应装入一楔形垫片中,其角度如下表:
氢脆性测试楔形垫片的角度
4、硬化垫圈(Harden Washer):硬化垫圈应依 ASTMF436规范要求一致。表面粗糙度
16μin(0.40μm)以下。
5、硬化螺帽:最好有 1 倍公称径以上厚度以确保能锁紧到规定扭矩值。