高强度紧固件氢脆检测评估方法研究

发布时间：2017-04-02 07:07

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【摘要】：高强度螺栓连接应用于各行各业,对日常生活息息相关。由于其使用领域广泛,它的质量安全问题直接关系到社会稳定、人身财产安全。其中氢脆是影响高强度紧固件质量的重要因素之一,常表现为延时断裂,其危害性极大,是一个不容忽视的重要课题,也已经引起了整个紧固件行业及用户的广泛关注。由于目前对高强度螺栓的氢脆检测方法较多、各有优劣,且耗时较长,所以行业急需能够快速、准确的检测螺栓氢脆的方法。将经过发黑处理的规格为M10,等级为10.9级、12.9级高强度螺栓试样,采用应力腐蚀慢应变拉伸方法、平行支承面法等结合氢脆临界值、疲劳寿命,断后伸长率等参数,通过机械性能和金相分析进行实验。将实验数据与结果进行分析和比较,得出以下研究成果:1.对于高强度紧固件,平行支承面法和阶梯法由于试验过程时间较长,试样中氢会存在扩散损失,不能很好的确定氢脆临界值;2.由于拉伸速率越慢,对试样的拉伸曲线形式、抗拉强度、全尺寸断后伸长率等参数影响越大,所以慢应变拉伸试验方法能更好的判断高强度螺栓的氢脆风险,为快速筛选螺栓的氢脆提供支持;3.采用慢应变拉伸结合金相分析的方法可以快速准确的进行氢脆检测,缩短了发现氢脆的时间,提高了效率和检出率,在现场检测中有很大的运用前景;4.高强度螺栓的氢脆断裂与疲劳强度有一定的影响,疲劳试验结果可以作为评估高强度紧固件氢脆风险的一个重要依据。本文在高强度螺栓快速检测氢脆方面做了一定的研究,取得了一定的成果,提出了一套适用于紧固件氢脆检测,综合评估氢脆风险的方法,制定了两项非标方法标准“快速评定评估氢脆风险方法”和“慢应变拉伸试验评估氢脆风险方法”。通过后续的生产应用与质量分析验证了方法的可靠性,有效提高了企业质量控制水平,解决了检测实验室公共技术服务中的实际问题。不仅在检测方法与技术上具有先进性,同时为保证高强度紧固件质量,杜绝紧固件氢脆引起安全事故提供依据,并为高强度螺栓的装配使用提供参考。
【关键词】：高强度螺栓 氢脆 慢应变拉伸 金相 疲劳
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH131.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 高强度螺栓用钢及评价方法现状及发展动态10-15
• 1.2.1 高强度螺栓用钢的特点10
• 1.2.2 高强度螺栓用钢的发展现状10-11
• 1.2.3 高强度螺栓的失效形式11-12
• 1.2.4 影响材料氢脆断裂的因素12-14
• 1.2.5 氢脆的评价方法和预防措施14-15
• 1.3 研究的主要内容和目标15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 拟解决的技术关键15
• 1.3.3 拟采用的技术路线15-16
• 1.3.4 研究目标16-17
• 第2章 氢脆实验检测理论研究17-26
• 2.1 氢脆的基本理论17-19
• 2.1.1 氢脆的特征17
• 2.1.2 氢致开裂的分类17
• 2.1.3 氢致开裂机理17-19
• 2.2 氢脆检测的试验方法19-25
• 2.3 小结25-26
• 第3章 试验方法和检测设备26-31
• 3.1 试样准备26-28
• 3.1.1 12.9 级六角头螺栓的确认26-27
• 3.1.2 10.9 级六角头螺栓的确认27-28
• 3.2 测试方法28-29
• 3.2.1 氢脆试样的制备28
• 3.2.2 紧固件氢脆临界值的确定28
• 3.2.3 氢脆检测28
• 3.2.4 研究新型氢脆检验方法28-29
• 3.3 检测设备29-30
• 3.3.1 SEM试验设备29
• 3.3.2 高频疲劳试验机29
• 3.3.3 高温蠕变应力持久试验机29-30
• 3.4 小结30-31
• 第4章 试验结果与分析31-57
• 4.1 氢脆试样制备情况31-35
• 4.2 氢脆临界值确定35-43
• 4.3 新型氢脆试验评估方法研究43-57
• 4.3.1 慢应变拉伸评估氢脆风险43-50
• 4.3.2 慢应变拉伸或应力持久结合金相法评估氢脆风险50-51
• 4.3.3 结合疲劳试验评估氢脆风险51-57
• 第5章 生产应用57-60
• 5.1 企业应用57
• 5.2 检测实验室应用57-59
• 5.3 应用分析59-60
• 第6章 结论与展望60-62
• 附录62-70
• 附录A 螺栓应力截面积62-63
• 附录B 慢应变拉伸试验评估氢脆风险方法63-67
• 附录C 紧固件快速评定氢脆试验方法67-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-73
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果73

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