收藏词条 编辑词条 氢对钢的危害
创建时间:2008-08-02
氢在固态钢中溶解度很小,所以钢水在凝固和冷却过程中,氢会和CO、N2等气体一起析出,形成皮下气泡、形成中心缩孔、疏松。实际上,钢在冷却过程中氢还会扩散析出,由于在固态钢中扩散速度很慢,只有很少量扩散到连铸坯(或钢锭)表面,多数是扩散到显微孔隙中、或夹杂物的附近、或晶界上的小孔中,形成氢分子。由于氢分子不断地在析出的地方聚集,低温下KH值很小,pH2却很大,引起钢的内应力。这种内应力再加上组织应力、热应力、变形应力等的总和,超过了钢的强度极限,就会破裂形成裂纹。
由于上述原因,氢会引起钢材的如下缺陷:
(1)发裂。钢在热加工过程中,钢中的含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成发裂,进而引起钢材的强度、塑性、冲击韧性降低,这称之为“氢脆”。氢脆对钢材的横向性能影响尤为突出。
(2)白点。在钢材横向断口上,白点表现为放射状或不规则排列的锯齿形小裂缝;在纵向断口上,有圆形或椭圆形的银白色斑点,因此得名为“白点”。实际上白点是极细小的裂纹。
(3)层状断口。由于有些钢中晶体结构的特点,使氢分子容易在树枝晶或变形晶体边界上聚集,由此引起内应力,导致晶间拉力的减弱,从而降低了钢材横向的塑性、冲击韧性,此时在钢材的断口呈针状叠层结构,称做层状断口。钢的树枝晶越发达,越容易形成层状断口缺陷。含有铬镍或铬镍钼的合金钢比碳素钢的层状断口要严重。