水素脆化とは何ですか?どのタイプのボルト水素脆化を起こしやすいのでしょうか？水素脆化を防ぐにはどうすればよいですか?ここではボルトの水素脆化現象について詳しく説明します。
現在の製造技術と基礎材料技術レベルでは、従来のプロセスで製造されたボルトは、そのままでは脆性破壊を起こしません。しかし、水素脆化はボルトに電気亜鉛メッキやニッケルメッキなどの表面処理を施した後や、熱処理工程での水素混入によって発生することがほとんどです。そこで今回は、ボルトの表面処理や熱処理後の水素脆化を防ぐ方法について説明します。
水素脆化とは、金属材料が水素と応力との複合作用により、内部に過剰な水素を含有することにより靱性が低下し、ボルトの頭部やねじ部などが急激に脆化破壊する現象を指します。このタイプの破損は突然発生し、予測不可能であるため、品質と安全性に重大な危険をもたらします。水素脆化の発生は主に、表面電気めっき、酸洗い、焼き入れ、およびその他の外部応力処理プロセス中の不適切な操作に関連しており、金属マトリックスへの水素の侵入を引き起こします。
では、表面処理後に水素脆化が起こりやすいボルトはどのようなものなのでしょうか？間違いなく、それは、高強度ボルト-。高強度ボルトは通常、強度等級 8.8 以上のボルトを指しますが、等級 10.9 と 12.9 は超高強度ボルトとして分類されます。--材料自体の高強度特性により、これらのボルトは水素に対して非常に敏感です。-表面処理中に水素が導入され、適時に除去されないと、水素脆化が発生する可能性が高くなります。高強度ボルトは自動車産業で広く使用されており、自動車のボルトの使用条件は、長期間の高負荷条件下で使用されたり、屋外環境にさらされたりするため、比較的過酷です。{{12}{13}{14}{14}}表面処理を施した高強度ボルトでは、環境条件が変化すると水素脆化破壊のリスクがさらに高まります。
では、水素脆化を防ぐにはどうすればよいのでしょうか？最適な方法は、設計上許容される場合、ボルトに亜鉛メッキなどの水素を導入する表面処理を適用しないことです。{0}}もちろん、これは理想的な提案にすぎず、ほとんどの労働条件で実行するのは困難です。したがって、他の効果的な対策を採用する必要があります。水素脆化が高強度ボルトの表面処理によって引き起こされる場合、発生源からの水素の侵入を減らすために、過度に長い酸洗い時間や表面処理プロセスの不適切な電気めっきプロセスパラメータなどの問題がないかどうかを調査する必要があります。また、表面処理終了後には、水素除去アニール工程を追加する必要がある。メッキを高い位置に置きます強度ボルト恒温炉に入れて190～230度の温度で2～4時間保持します。加熱は金属マトリックスからの水素の放出を促進します。これは、水素脆化を解消するための中心的な方法です。
熱処理プロセスによって水素脆化が発生する場合には、熱処理プロセスのパラメータを調整する必要があります。ただし、熱処理によって引き起こされる水素脆化の中心的な原因は、過度の高温ではなく、熱処理中の酸洗いや媒体の急冷などのプロセスを介した過剰な水素の導入であることを明確にする必要があります。したがって、酸洗いプロセスを最適化し、水素の少ない急冷媒体を選択して、水素の侵入を根本的に低減する必要があります。
ボルトが必要なすべての工程を完了した後、水素脆化試験が重要です。水素脆化破壊は突発的であり、金属ハンマーでボルト頭を叩くという検出方法は非科学的であり、誤判断を招きやすい。標準化された試験方法は遅れ破壊試験です。一定の割合のサンプルを抽出し、指定された引張荷重を加えて一定時間保持します。サンプルが破壊しなければ、このボルトのバッチの水素脆化リスクは制御可能であると判断され、使用できることになります。
