Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение А
(справочное)
Снятие водородного охрупчивания
А.1 Введение
Примечание 1 - Следующие два абзаца в основном представляют текст введения ISO 9588 (см. [2]).
Когда атомарный водород проникает в стали и некоторые другие металлы, например в алюминиевые или титановые сплавы, он может вызвать потерю пластичности или способности выдерживать нагрузку, растрескивание (обычно в виде ультрамикроскопических трещин) или катастрофические хрупкие разрушения при приложенных напряжениях значительно ниже предела текучести или нормальной расчетной прочности для сплавов. Данное явление часто отмечается в сплавах, которые не характеризуются значительными потерями текучести при измерении с помощью обычных испытаний на растяжение и часто называется замедленным хрупким разрушением, инициированным водородом. Водород может внедряться во время термической обработки, цементации, очистки, травления, фосфатирования, электролитического покрытия, автокаталитических процессов и рабочей среды, как результат катодной защиты или коррозионных реакций. Водород может также внедряться во время производства, например во время роликового профилирования листового металла, механической обработки или сверления вследствие разрушения неудовлетворительных смазывающих веществ, а также во время операций сварки или пайки твердым припоем. Детали, которые прошли механическую обработку, шлифовку, холодную деформацию или правку в холодном состоянии с последующим упрочнением, особенно подвержены повреждению от водородного охрупчивания.
Результаты научных работ показывают, что восприимчивость любого материала к водородному охрупчиванию в отдельном данном испытании прямо зависит от плотности поглощенного в ловушки водорода (типа и эффективности ловушек). Следовательно, взаимосвязь времени и температуры процесса сушки будет зависеть от химического состава и структуры сталей, а также от металлов покрытия и методик нанесения покрытия. Кроме того, в отношении большинства высокопрочных сталей эффективность процесса сушки резко падает с уменьшением времени и температуры.
Примечание 2 - Под "ловушками" подразумеваются некоторые металлургические участки в структуре стали, например включения, инородные атомы, дислокации и т.д., с которыми может связываться атомарный водород. Водород, связанный таким образом, больше не является свободным, чтобы мигрировать в области высокого напряжения и способствовать инициации хрупкого разрушения. Ловушки могут быть обратимого и необратимого типов. Относительно дополнительной информации см. работу профессора Тройано [3].
Существует много причин, почему крепежное изделие становится хрупким. Весь производственный процесс следует контролировать таким образом, чтобы вероятность охрупчивания была сведена к минимуму. В данном приложении приведены примеры методик, с помощью которых может быть уменьшена вероятность водородного охрупчивания в ходе производственного процесса при электролитическом покрытии крепежных изделий.
А.2 Снятие напряжения
Для крепежных изделий которые при холодной деформации были упрочнены свыше 320 HV и подлежат электролитическому покрытию, может быть полезным процесс снятия напряжения. Данный процесс должен осуществляться перед применением процесса очистки, определенного в А.3. Температура и продолжительность, применимые к данному процессу, будут изменяться сообразно особенностей конструкции, изготовления и термической обработки соответствующих деталей и должны быть указаны производителю, проводящему покрытие, если процесс требуется осуществлять в соответствии с разделом 12. Детали с твердостью свыше 320 HV, которые были подвергнуты механической обработке, шлифовке, холодной штамповке или холодной правке с последующей термической обработкой, следует обрабатывать согласно ISO 9587.
Снятие напряжения может оказаться нежелательным в случаях, где остаточные напряжения вводятся намеренно, например резьба нарезается после термической обработки.
А.3 Процессы очистки
Поглощение водорода в сталях, ведущее к хрупкому разрушению после электролитического покрытия, может быть вызвано процессом очистки.
Если не оговорено иное, детали, термически обработанные или подвергнутые деформационному упрочнению свыше 320 HV, подлежат очистке с помощью ингибирующего кислотного, щелочного или механического процесса. Время погружения в ингибированную кислоту зависит от состояния поверхности в момент погружения и должно быть минимальным.
Примечание - Ингибированная кислота представляет собой кислоту, в которую был добавлен соответствующий ингибитор, уменьшающий коррозионное воздействие на сталь и поглощение водорода.
Детали, термически обработанные или подвергнутые обработке в холодном состоянии до твердости свыше 385 HV, или класса прочности 12.9 и выше, не подлежат кислотно-очищающей обработке. Целесообразно применение специальных видов предварительной обработки, используя некислотные методы, например сухое хонингование, абразивную очистку или щелочное удаление ржавчины.
Стальные детали следует поставлять с поверхностью, которая может быть подготовлена для нанесения электролитического покрытия при минимальном времени погружения для очистки.
А.4 Процесс нанесения покрытия
Для крепежных изделий, термически обработанных или обработанных в холодном состоянии до твердости свыше 365 HV, рекомендуются высокоэффективные катодные электролитические растворы.
А.5 Процессы высушивания
С увеличением твердости, степени холодной обработки и содержания углерода и/или некоторых других элементов в стальных деталях растворимость водорода и, следовательно, количество поглощенного водорода во время кислотной очистки или процесса электролитического покрытия возрастают. Одновременно критическое количество водорода, которое может привести к хрупкому разрушению, уменьшается.
Благоприятный эффект процесса высушивания после нанесения электролитического покрытия - удаление водорода путем эффузии и/или необратимого улавливания водорода в стали.
Детали следует высушивать в течение 4 ч и предпочтительно не позднее 1 ч после нанесения электролитического покрытия и перед хроматированием при температуре детали от 200°С до 300°С. Максимальная температура должна быть выбрана в соответствии с материалом покрытия и типом основного материала. На некоторые покрытия, например оловянные, и на физические свойства отдельных деталей могут отрицательно влиять эти температуры. В таких случаях потребуются более низкие температуры и более продолжительные периоды сушки. Это обстоятельство должно согласовываться между заказчиком и поставщиком.
С увеличением толщины покрытия возрастает проблема удаления водорода. Введение промежуточного процесса сушки, когда толщина покрытия составляет только 2 - 5 мкм, может уменьшить риск водородного охрупчивания.
Пользователь может согласиться с тем, что другие способы уменьшения охрупчивания, могут применяться при условии, если они окажутся практически эффективными.
Нельзя предполагать, что рекомендуемое высушивание полностью предотвратит водородное охрупчивание во всех случаях. Альтернативные периоды высушивания и температуры могут использоваться, если они оказались практически эффективными для отдельной детали, но детали не должны высушиваться при температуре выше той, при которой они были первоначально отпущены. Низкие температуры высушивания требуют более продолжительного времени нагревания. Химический состав некоторых сталей в сочетании с технологическими условиями может обусловить повышенную подверженность водородному охрупчиванию. Крепежные изделия с большими диаметрами менее подвержены, чем детали, имеющие малые диаметры.
На время опубликования ISO 4042 не представлялось возможным установить точные периоды продолжительности высушивания. Время 8 ч рассматриваются как типичный пример продолжительности высушивания. Однако периоды высушивания от 2 до 24 ч при температуре 200°С - 230°С могут оказаться целесообразными для данного типа и размера одной детали, ее геометрии, механических свойств, процессов очистки и применяемых процессов нанесения электролитического покрытия.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.