试样缺口对18CrNiMo7-6和300M钢氢脆的影响研究

发布时间：2022-08-11 14:43

　　氢脆是金属材料使用过程当中的重大隐患。本文研究了试样缺口对18CrNiMo7-6和300M两种钢氢脆行为的影响,重点是18CrNiMo7-6齿轮钢,以300M为先行材料。18CrNiMo7-6钢因其优异的性能被应用于风电齿轮中。但是表面夹杂的存在会对18CrNiMo7-6钢的使用造成影响,比如成为氢陷阱,诱发氢脆。通过无损的方式对18CrNiMo7-6钢试样进行检测时,一旦发现夹杂就会判定材料不合格,需要回炉重造。这样的情况就会造成资源和时间上的浪费。在本实验室的日常业务处理中,遇到了多起18CrNiMo7-6钢的氢脆失效案例,这些案例的共同点是氢脆源为表面存在的较大尺寸的夹杂。实际应用中,并不是所有的夹杂物都会对18CrNiMo7-6钢的氢脆造成影响。从实际失效案例来看,只有夹杂靠近表面或者表面存在的夹杂到了一定大小才会对18CrNiMo7-6钢的氢脆性造成影响。但是表面夹杂涉及到的相关因素太过于复杂,很难做到对其进行预制模拟,很难实现有关夹杂尺寸与氢脆关系的研究。鉴于此原因,本文退而求其次,试图在试样表面预制缺口,并通过应力环来提供静载荷,以探究充氢后的表面预制缺口试样中缺口深度与... 

【文章页数】：74 页

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第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 文献综述
        1.2.1 氢脆机理与判断
        1.2.2 氢脆影响因素简述
        1.2.3 应力集中与缺口敏感性
        1.2.4 300 M钢的特性及氢脆现象
        1.2.5 18CrNiMo7-6钢的应用及氢脆现象
        1.2.6 应力环的研究与应用
    1.3 研究目的与方案
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究方案
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 化学成分
        2.1.2 试样棒热处理
        2.1.3 试样加工
    2.2 力学实验
    2.3 应力环适用配件的设计
        2.3.1 千分表夹具设计
        2.3.2 计时装置加入
    2.4 充氢实验
        2.4.1 酸洗充氢
        2.4.2 电化学充氢实验
    2.5 应力环加载实验
    2.6 金相与断口实验
        2.6.1 金相实验
        2.6.2 断口实验
第三章 300M钢氢脆特性
    3.1 力学实验结果
        3.1.1 V型缺口试样与标准试样
        3.1.2 表面预制缺口试样
    3.2 酸洗充氢结果
        3.2.1 V型缺口试样
        3.2.2 表面预制缺口试样
    3.3 电化学充氢结果
        3.3.1 V型缺口试样
        3.3.2 表面预制缺口试样
    3.4 金相实验结果
    3.5 断口形貌分析
        3.5.1 未充氢试样
        3.5.2 酸洗充氢
        3.5.3 电化学充氢
    3.6 结果分析与讨论
        3.6.1 氢脆的判定与分析
        3.6.2 试样缺口影响
        3.6.3 结果应用举例
    3.7 小结
第四章 18CrNiMo7-6钢氢脆特性
    4.1 力学实验结果
        4.1.1 V型缺口试样与标准试样
        4.1.2 表面预制缺口试样
    4.2 酸洗实验结果
        4.2.1 V型缺口试样
        4.2.2 表面预制缺口试样
    4.3 电化学充氢结果
        4.3.1 V型缺口试样
        4.3.2 表面预制缺口试样
    4.4 金相实验结果
    4.5 断口形貌
        4.5.1 未充氢试样
        4.5.2 充氢试样
    4.6 结果分析与讨论
        4.6.1 氢脆发生的判定
        4.6.2 酸洗与电化学结果
        4.6.3 试样缺口影响
        4.6.4 结果应用举例
    4.7 小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究中的不足点
    5.3 后续改进建议
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属紧固螺栓发生氢脆断原因分析[J]. 袁明波.  中国金属通报. 2018(10)
[2]金属紧固螺栓发生氢脆断的原因分析[J]. 姜琛.  世界有色金属. 2018(14)
[3]煤制气环境中氢含量对X80管线钢氢脆敏感性的影响规律[J]. 史昊,邢云颖,王修云.  腐蚀与防护. 2018(05)
[4]机械装备的失效分析（续前） 第8讲 失效诊断与预防技术（2）[J]. 王荣.  理化检验(物理分册). 2018(02)
[5]风电齿轮轴渗碳淬火纵向裂纹分析[J]. 孔德群,任政,何建群.  热处理技术与装备. 2017(01)
[6]机械装备的失效分析（续前） 第3讲 断口分析技术（下）[J]. 王荣.  理化检验(物理分册). 2016(12)
[7]电化学充氢下2.25Cr1Mo0.25V钢氢脆敏感性研究[J]. 胡海军,李康,武玮,程光旭,弓卫军.  西安交通大学学报. 2016(07)
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博士论文
[1]不锈钢微观组织结构对其氢脆性能的影响[D]. 范宇恒.中国科学技术大学 2019
[2]微观结构对高强钢氢脆敏感性的影响及机理[D]. 姜岳峰.中国科学技术大学 2019
[3]高强度螺栓用钢的氢扩散动力学及氢致延迟断裂控制技术研究[D]. 孙永伟.哈尔滨工程大学 2016

硕士论文
[1]高强度钢电镀镉过程中渗氢机理研究[D]. 吴欣欣.中国民航大学 2018
[2]应力环的设计制备及其在18CrNiMo7-6钢氢致断裂研究中的应用[D]. 付洋洋.机械科学研究总院 2018
[3]钢中氧化铝类夹杂的形成机理和去除效果的基础研究[D]. 李阳.安徽工业大学 2016
[4]齿轮渗碳钢18CrNiMo7-6的制备及组织性能分析[D]. 肖广林.哈尔滨工业大学 2014
[5]超高强度马氏体时效不锈钢钢丝缺口效应研究[D]. 朱宏飞.昆明理工大学 2014



本文编号：3674852