高强度钢电镀镉过程中渗氢机理研究

发布时间：2022-01-04 10:36

　　工程上钢的氢脆问题时有发生,虽然氢脆现象已经引起了各方重视,但是电镀渗氢机理方面研究并不充分,本文在电化学渗氢试验基础上,引入脉冲电镀工艺,研究了不同电镀工艺的镀层微观形貌、晶体取向和晶粒尺寸等微观结构特性,建立了电镀过程镀层生长特性与渗氢行为的关系,从而为优化电镀镉工艺的低氢脆性提供有效的依据。首先,本研究以300M钢为对象,采用双电解池渗氢试验方法,测量了氯化铵镀镉和无氰镀镉-钛两种体系不同电镀工艺参数（阴极侧电流密度、镀液PH值等）的渗氢电流曲线,得到了电镀过程氢扩散行为随电镀工艺参数变化趋势,实验表明阴极电流密度对渗氢行为影响更为显著。其次,应用SEM和XRD技术对双电解池渗氢试验得到的镀层进行测试,分析和观察了电镀参数对镀层微观形貌、晶体取向、晶粒大小等微观结构影响,研究了两种体系电镀过程氢扩散的动力学过程和镀层作用机理。最后,为了验证电化学渗氢技术得到的氢脆性能结果,通过对带有两种电镀工艺镀层的缺口试样进行慢应变速率拉伸试验和拉伸断口扫描电镜试验,进一步分析了氢对带有镀层的缺口试样断口形貌和应力应变特性的影响,发现断裂时间与电化学渗氢量变化趋势基本一致,证明了电化学氢渗透技... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电镀镉工艺研究现状
        1.2.2 氢致开裂理论研究现状
        1.2.3 氢脆试验方法的研究现状
        1.2.4 镀层/金属组合体系氢渗透研究
    1.3 研究目标及内容
第二章 实验材料及测试方法
    2.1 实验材料和实验设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验用试样的制备
        2.2.1 电化学试样制备
        2.2.2 慢应变速率拉伸试样制备
        2.2.3 配置氯化铵镀镉溶液
    2.3 实验方法
        2.3.1 电化学渗透试验
        2.3.2 慢应变速率拉伸测试
        2.3.3 断口分析
        2.3.4 镀层微观形貌观察
        2.3.5 镀层晶粒大小、晶粒取向测定
        2.3.6 电沉积工艺参数
第三章 电镀镉/镉-钛工艺对镀层微观结构影响
    3.1 阴极电流密度对镀层微观结构影响
        3.1.1 镀层微观形貌影响
        3.1.2 镀层晶体取向影响
        3.1.3 镀层晶粒尺寸影响
    3.2 镀液PH值对镀层微观结构影响
        3.2.1 镀层微观形貌影响
        3.2.2 镀层晶体取向影响
        3.2.3 镀层晶粒尺寸影响
    3.3 脉冲电镀对镀层微观结构影响
        3.3.1 镀层微观形貌影响
        3.3.2 镀层晶体取向影响
        3.3.3 镀层晶粒尺寸影响
    3.4 本章小结
第四章 氢在电镀过程中渗透和扩散分析
    4.1 氢的吸附与扩散
        4.1.1 氢在300M高强钢表面的吸附
        4.1.2 电镀过程氢在300M高强钢中的扩散
        4.1.3 电化学渗氢模型的建立
    4.2 电化学氢渗透试验分析
        4.2.1 空白试样(300M高强钢)电化学氢渗透试验
        4.2.2 电镀时间对氢渗透的影响
        4.2.3 充氢电流密度对氢渗透的影响
        4.2.4 镀液PH值对氢渗透的影响
        4.2.5 渗氢电流曲线理论拟合
    4.3 本章小结
第五章 300M钢电镀过程氢脆敏感性的分析
    5.1 阴极电流密度对氢脆敏感性的影响
        5.1.1 缺口拉伸试样断口形貌影响
        5.1.2 缺口试样应力应变特性影响
    5.2 镀液PH值对氢脆敏感性的影响
        5.2.1 缺口拉伸试样断口形貌影响
        5.2.2 缺口试样应力应变特性影响
    5.3 脉冲电镀对氢脆敏感性的影响
        5.3.1 缺口拉伸试样断口形貌影响
        5.3.2 缺口试样应力应变特性影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[3]高强度螺栓用钢40CrNiMoA和12CrNi9MoV的氢脆敏感性[J]. 孙永伟,刘军,范芳雄.  材料热处理学报. 2017(03)
[4]钢铁材料电镀镉的研究现状[J]. 刘强,林乃明,沙春鹏,唐宾.  表面技术. 2017(01)
[5]一种临氢钢的氢扩散系数测定[J]. 赵和明,王洪,张鲲,骆晓伟,胡书春,陈晓浪,杜怀明.  材料保护. 2016(12)
[6]氢陷阱对临氢钢氢扩散系数测定的影响[J]. 王洪,赵和明,陈辉,骆晓伟,张鲲.  材料热处理学报. 2016(04)
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博士论文
[1]氢在钢中的渗透特性及镀层阻氢渗透机理的研究[D]. 李勇峰.华东理工大学 2012

硕士论文
[1]石油管线钢在H2S/CO2环境中腐蚀行为的研究[D]. 王丹.辽宁石油化工大学 2010



本文编号：3568181