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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-01-25 22:21
電鍍不當(dāng)引起的失效
鋼零件電鍍時(shí)可能遇到的最嚴(yán)重的問(wèn)題之一是吸氫。氫能形成白點(diǎn)或引起一般性脆化。酸洗或能使用中(來(lái)源于含氫的液體或某些腐蝕產(chǎn)物)也可能產(chǎn)生氫。
電鍍時(shí)可能發(fā)生的另外一個(gè)問(wèn)題是引弧,引弧不僅發(fā)生在焊接時(shí),而且也可能發(fā)生在清洗、磁粉檢驗(yàn)和要求與電接觸的的試驗(yàn)中。下面的例子中示出產(chǎn)生引弧導(dǎo)致4140鋼(注:4140鋼為美標(biāo)牌號(hào)對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)牌號(hào)為42CrMo4)。
實(shí)例:4140鋼鍍鎘護(hù)圈在硬點(diǎn)出引弧造成的脆性斷裂:
圖中所示的護(hù)圈用來(lái)在定載荷下把零散配件固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。護(hù)圈由4140鋼管制成,熱處理到HRC36~40,然后鍍鎘。檢查幾個(gè)使用不到30天就破裂了的護(hù)圈以確定其失效原因。



分析研究
對(duì)靠近一個(gè)斷口的橫截面進(jìn)行金相檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),顯微組織為回火馬氏體,而且夾雜物的含量較低,從形貌上來(lái)看,是脆性斷裂,沒有剪切唇。
從圖中的A-A剖面圖和圖b中所示,護(hù)圈外表面有一個(gè)小坑或燒傷點(diǎn),這個(gè)小坑護(hù)圈外緣斷口上表現(xiàn)為半圓形缺陷,缺陷硬度測(cè)試后,結(jié)果為HRC58~60,缺陷附近的基體金屬硬度為HRC36~40,放大倍數(shù)更高可以明顯地看出缺陷內(nèi)部的小裂紋或裂縫。
對(duì)兩個(gè)未破裂的護(hù)圈進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)在形貌上有與使用中斷裂的那些護(hù)圈相似的缺陷。為了進(jìn)一步證實(shí),將兩個(gè)護(hù)圈弄斷,每個(gè)斷口都有類似于斷裂護(hù)圈上的類似小硬點(diǎn),然而,內(nèi)徑上的剪切唇表面,護(hù)圈本身是塑性材料。
護(hù)圈其余部分在硬度、侵蝕特性和表面形貌上的差異表明,小硬點(diǎn)是鍍鎘時(shí)引弧造成的未回火馬氏體。掛架上護(hù)圈和夾子之間的接觸處產(chǎn)生的電弧或護(hù)圈之間產(chǎn)生的電弧都能引起局部過(guò)熱使其超過(guò)733℃的臨界溫度。護(hù)圈進(jìn)入鍍槽時(shí)或在鍍槽中都能產(chǎn)生引弧現(xiàn)象,零件由鹽槽淬火時(shí)在引弧的地方會(huì)發(fā)生向硬而脆的馬氏體轉(zhuǎn)變。
結(jié)論
護(hù)圈因表面引弧或燒傷產(chǎn)生脆性斷裂。在引弧的地方形成小而硬的未回火的脆性馬氏體區(qū)域。當(dāng)護(hù)圈受力時(shí)就容易在此發(fā)生斷裂。
還應(yīng)該指出,某些硬的電鍍層(尤其是硬的電鍍鉻層)時(shí)常含有微裂紋。這些微裂紋對(duì)要求韌性好的零件特別不利。如果為了防腐而要求電鍍的話,最好是用鋅或鎘這類軟金屬。

來(lái)源:機(jī)械裝備缺陷與失效分析