高强度螺栓氢脆断裂失效的表征研究

发布时间：2021-04-20 22:05

　　高强度螺栓氢脆断裂是目前面临的一个比较复杂的问题,目前有关氢脆断裂的试验方法不少,但很多都是定性判断是否存在氢脆,美国材料与试验协会ASTM介绍了一种可以定量测量钢中氢脆临界值的试验方法。本研究着眼于螺栓氢脆断裂失效的表征,按照氢脆敏感性试验方法进行试验,验证了逐级加力法测量氢脆临界值的可行性,并且对拉伸试验过程中的试验速率进行了研究。采用目前常用的氢脆敏感性试验对实际案例中的氢脆断裂螺栓进行试验,试验结果表明由于试验时间或试样加工条件的限制,测量螺栓的氢脆敏感性有一定困难。采用逐级加力法对充氢后的螺栓进行试验,试验结果表明逐级加力法可以定量测定实际样品的氢脆断裂值或氢脆临界值,该方法对于目前常用的氢脆敏感性试验是很好的补充。研究过程中已将该试验方法制修订成国家标准《逐级加力法测量钢中氢脆临界值试验方法》,该标准现正在报批。试验采用的简易逐级加力装置可以测量和记录试样的氢脆断裂值,为以后设计自动加载装置提供了思路。对氢脆断裂螺栓进行SFM分析,结果表明,高强度螺栓发生氢脆断裂后存在沿晶二次裂纹,断口形貌主要为沿晶和准解理。裂纹源处基本为沿晶和准解理形貌,存在较多的二次裂纹,远离裂纹源处... 

【文章来源】：机械科学研究总院北京市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
第2章 文献综述
    2.1 金属材料中的氢及氢脆断裂
        2.1.1 氢在金属中的存在形式和位置
        2.1.2 金属材料的氢脆断裂分类及特征
    2.2 高强度螺栓用钢的发展及现状
        2.2.1 高强度螺栓用钢的特点
        2.2.2 高强度螺栓用钢的发展现状
        2.2.3 高强度螺栓的失效形式
        2.2.4 影响材料氢脆断裂的因素
    2.3 氢脆断裂失效的表征
        2.3.1 预载荷试验
        2.3.2 缺口拉伸试验
        2.3.3 慢应变速率拉伸试验
        2.3.4 弯曲试验
        2.3.5 逐级加力试验
第3章 实验设备及方法
    3.1 试验设备
        3.1.1 逐级加载装置
        3.1.2 光学显微镜
        3.1.3 扫描电子显微镜
        3.1.4 TCH600LECO氮氢氧分析仪
        3.1.5 拉伸试验机
    3.2 试样
    3.3 试验方法
第4章 试验过程及结果
    4.1 预载荷试验
        4.1.1 试验内容
        4.1.2 结果与分析
    4.2 缺口拉伸试验
        4.2.1 试验方法
        4.2.2 结果与分析
    4.3 慢应变速率试验
        4.3.1 试验内容
        4.3.2 结果与分析
    4.4 拉伸速率研究
        4.4.1 试验内容
        4.4.2 试验与结果
        4.4.3 分析与讨论
    4.5 小结
第5章 逐级加力法测量氢脆临界值试验方法
    5.1 试验内容
    5.2 试验结果
        5.2.1 氢脆断裂值测量
        5.2.2 断口形貌分析
        5.2.3 氢含量测定
        5.2.4 金相检验
    5.3 分析与讨论
    5.4 小结
第6章 结论
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]拉伸试验的速率探讨[J]. 陈华锋,王滨,黄旭东.  理化检验(物理分册). 2009(05)
[2]高强度螺栓断裂失效分析[J]. 王荣,孙明正.  物理测试. 2008(02)
[3]紧固件标准化现状和发展动向[J]. 丁宝平.  机械工业标准化与质量. 2008(01)
[4]螺钉断裂原因分析[J]. 谭莹,周崎,曹标,陈明.  金属热处理. 2007(S1)
[5]夹杂对氢鼓泡形成的影响[J]. 任学冲,褚武扬,李金许,宿彦京,乔利杰.  金属学报. 2007(07)
[6]螺栓氢脆问题研究[J]. 孙小炎.  航天标准化. 2007(02)
[7]氢鼓泡的形核、长大和开裂[J]. 任学冲,单广斌,褚武扬,宿彦京,高克玮,李金许,乔利杰,江波,陈刚,崔银会.  科学通报. 2005(16)
[8]高强度螺栓钢的合金设计和性能[J]. 惠卫军,董瀚,翁宇庆,王毛球,陈思联,时捷.  钢铁研究学报. 2003(02)
[9]高强度螺栓氢脆的发生与预防[J]. 张先鸣.  摩托车技术. 2003(02)
[10]高强度螺栓钢的发展动向[J]. 惠卫军,董瀚,翁宇庆.  机械工程材料. 2002(11)



本文编号：3150489