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摘要：研究了無(wú)氰電鍍福-鈦合金工藝對(duì)A100鋼基體氫脆性能的影響，分別采用測(cè)氫儀法、氫含量測(cè)定法、恒載荷持久拉伸及慢拉伸的方法對(duì)A100鋼基體電鍍鎘-欽合金氫脆性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：A100鋼具有較低的氫脆敏感性，電鍍鎘-鈥合金后氫大部分存在于鍍層中，基體中氫含量較低; 采用慢拉伸試驗(yàn)可以評(píng)價(jià)A100鋼電鍍福-鈥合金工藝的氫脆性能，試樣的斷裂強(qiáng)度、斷口面積等性 能與基體裸材的性能基本一致，說(shuō)明無(wú)氰電鍍鎘-鈥合金工藝具有非常低的滲氫量;試驗(yàn)還證明較小的拉伸速率更有助于氫脆的判斷。
關(guān)鍵詞：A100鋼;無(wú)氰電鍍福-鈦合金;氫脆性;慢拉伸
電鍍鎘-鈦合金具有耐蝕性好、低氫脆及工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，特別適合于航空工業(yè)用高強(qiáng)度鋼的防護(hù)層。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于飛機(jī)起落架等重要部位高強(qiáng) 度鋼的耐腐蝕防護(hù)均采用電鍍鎘-鈦合金技術(shù)，差別在于美國(guó)波音公司采用的是氰化鍍鎘-鈦合金，我國(guó)采用的是無(wú)氰鍍鎘-鈦合金工藝，二者獲得的鍍層性能技術(shù)指標(biāo)基本一致，均滿足MIL-STD-1500(美軍標(biāo))和AMS 2419〔美國(guó)宇航材料標(biāo)準(zhǔn))要求。
A100鋼是一種韌性非常好的二次硬化型超高 強(qiáng)度鋼，航空工業(yè)中廣泛應(yīng)用于主要承力構(gòu)件，具有非常好的應(yīng)用前景。A100鋼零件無(wú)氰電鍍鍍鎘-鈦合金過(guò)程中，可能會(huì)由于氫的滲入導(dǎo)致金屬材料的內(nèi)部損傷，從而使金屬材料在低于材料屈服強(qiáng)度 的靜應(yīng)力作用下發(fā)生延遲斷裂。本文對(duì)A100鋼零件電鍍鎘-鈦合金的氫脆性能 進(jìn)行研究，以保障無(wú)氰電鍍鎘-鈦合金工藝在A100鋼零件上的順利應(yīng)用。
1實(shí)驗(yàn)
1.1基體材料
基體材料采用A100鋼。
1.2電鍵錫-欽合金工藝
電鍍鎘-鈦合金工藝流程為：
鍍前檢查與表面準(zhǔn)備―除油—噴砂—弱浸蝕 ―電鍍鎘-鈦合金—干燥―除氫—檢查。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
1〕測(cè)氫儀法。采用勞倫斯測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)試，氫 脆試驗(yàn)按HB5067.2分別進(jìn)行電鍍鎘-鈦合金的氫脆試驗(yàn)。
2〉氫含量法。氫含量檢測(cè)按HB 5220. 50-2008進(jìn)行，采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測(cè)試基體及鍍層中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
3〉恒載荷持久拉伸法。按HB5067.1進(jìn)行，采用缺口圓棒試樣電鍍鎘-鈦合金后進(jìn)行200h持久拉伸試驗(yàn)。試樣采用A100鋼加工。
4)慢拉伸法。通過(guò)控制應(yīng)變的慢拉伸法對(duì)無(wú) 氰電鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)對(duì)抗拉強(qiáng)度、斷面面積及拉伸曲線等指標(biāo)的比較，分析電鍍鎘-鈦合金工藝對(duì)A100鋼基體滲氫的影響。
2結(jié)果與討論
采用勞倫斯測(cè)氫儀對(duì)無(wú)氰鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行測(cè)試。無(wú)氰鍍鎘-鈦合金入值較小，滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求，低氫脆性能好。
2.2氫含量法檢測(cè)
采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測(cè)定A00鋼電鍍鎘及鎘-鈦合金試樣的氫含量，考察電鍍過(guò)程中氫的滲人量。從檢測(cè)結(jié)果可以看出，A100鋼無(wú)氰電鍍鎘-鈦氫工序后,無(wú)氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍有降低。將電鍍鎘-鈦合金鍍層去除后檢測(cè)基體氫 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)，基體w(氫)只有0.0001%，說(shuō)明 無(wú)氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫大部分存在于鍍層中， 只有極少量滲人到基體內(nèi)，而除氫工序?qū)τ阱儗又?氫的去除沒(méi)有明顯的作用。這一結(jié)果與湯智慧的 研究結(jié)果⑷基本一致，主要由于電鍍鎘-鈦合金工藝 特殊的鍍層結(jié)構(gòu)決定。
2.3恒載荷持久拉伸法檢測(cè)
恒載荷持久拉伸法是目前國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)材料氫 脆性的主要方法，國(guó)內(nèi)航空業(yè)對(duì)髙強(qiáng)度鋼電鍍工 藝的氫脆性評(píng)價(jià)主要采用此方法。該方法可以簡(jiǎn) 便、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)出高強(qiáng)度鋼零件經(jīng)表面處理后在使用中發(fā)生氫脆的可能性，但無(wú)法定量測(cè)定材料 在表面處理過(guò)程中滲氫量影響的程度，同時(shí)檢測(cè)周期較長(zhǎng)。
本研究采用了酸洗、噴砂等不同前處理及后處 理方法，對(duì)A100鋼無(wú)氰鍍鎘-鈦合金工藝氫脆性能的影響。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，氣 脆性能均滿足要求。通過(guò)微觀形貌可以明顯地看到鍍光亮鎘材料 的氫脆斷口，而未經(jīng)處理的基材及電鍍鎘-鈦合金試樣未發(fā)現(xiàn)氫脆斷口特征。慢拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，電鍍鎘-鈦合金工藝對(duì)于A100鋼基體的滲氫量較小， 基本不會(huì)產(chǎn)生材料的脆性斷裂，而鍍光亮鎘工藝較 顯著地向基體內(nèi)產(chǎn)生滲氫，以致影響材料的力學(xué)性能。相差逐漸增大，證明鍍光亮鎘工藝相比于電 鍛鎘-鈦合金工藝滲氫量大得多。較低的拉伸速度可更容易比較不同工 藝滲氫程度的大小。
3結(jié)論
1.A100鋼基體氫脆敏感性較低，采用恒載荷持 久拉伸方法進(jìn)行考核，不同工藝參數(shù)條件下進(jìn)行A100鋼電鍍鎘-鈦合金,均可以通過(guò)氫脆檢驗(yàn)。
2.對(duì)A100鋼采用無(wú)氰電鍍鎘-欽合金工藝處 理后進(jìn)行慢拉伸試驗(yàn)，試棒的斷裂強(qiáng)度、斷口面積、斷裂時(shí)間基本與未經(jīng)處理A100鋼基材一致，證明無(wú)氰電鍍鎘-鈦合金工藝過(guò)程對(duì)基體滲氫很少，顯著 低于光亮鍍鎘工藝。
3.慢拉伸方法中的拉伸速率對(duì)材料脆性斷裂 行為具有影響，較小的拉伸速率更有利于材料氫脆性能的判斷。
