GB/Z 41117-2021
Крепежные изделия. Основы водородного охрупчивания стальных крепежных изделий. (Англоязычная версия)
- Стандартный №
- GB/Z 41117-2021
- язык
- Китайский, Доступно на английском
- Дата публикации
- 2021
- Разместил
- General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People‘s Republic of China
- Последняя версия
- GB/Z 41117-2021
- сфера применения
-
Основной механизм разрушения вследствие водородной хрупкости
Водородная хрупкость (HE) определяется как потеря пластичности металлов, вызванная совместным действием атомарного водорода и напряжения. Стандарт GB/Z41117 четко различает два типа источников водорода:
- Внутренняя водородная хрупкость (IHE): вызвана остаточным водородом в процессе производства
- Водородная хрупкость под воздействием окружающей среды (EHE): вызвана выделением водорода из-за коррозии в условиях эксплуатации
Ключевой порог чувствительности материала
Твердость является основным показателем для измерения чувствительности. При твердости＞390HV происходит вязко-хрупкий переход:
Диапазон твердости (HV) Уровень чувствительности Типичные области применения <390 Низкий риск Стандартные детали класса 10.9 390-435 Высокий риск Крепежные элементы класса 12.9 >500 Очень высокий риск Цементированные винты Аномальная металлографическая структура может снизить пороговое напряжение более чем на 50%, что требует проведения испытаний на удар для подтверждения качества материала.
Взаимодействие трех элементов водородной хрупкости
Типичный случай: болт двигателя сломался в нижнем углу через 72 часа после установки, со 100% межкристаллитным изломом. Испытания показали:
- Твердость 420 HV (превышает стандартный предел)
- Из-за чрезмерного времени травления содержание водорода составило 8 ppm
- Предварительное напряжение достигло 85% от предела текучести
Синергический эффект этих факторов привел к накоплению атомов водорода в областях с высоким напряжением, что привело к замедленному разрушению.
Контроль рисков специального процесса
Цементированные крепежные детали
Твердость сердечника должна быть <370 HV, а глубина закаленного слоя должна быть строго ограничена, чтобы избежать закалки по всему сечению в тонкостенных областях.
Горячее цинкование
Термический удар ванны с расплавленным цинком высвобождает захваченный водород, а слой цинка препятствует его выходу. Крепёжные изделия с классом прочности ниже 10.9 безопасны для использования, но убедитесь, что материал не имеет дефектов.
Требования к обжигу после нанесения покрытия
Для крепёжных изделий с твёрдостью >390HV обжиг должен осуществляться при температуре 190–220 °C не менее 8–10 часов. Цинковое покрытие необходимо поместить в печь в течение 4 часов. Покрытия из цинк-никелевого сплава могут снизить риски.
Сравнение методов испытаний на водородную хрупкость
Метод Стандарт Характеристики Применимые сценарии Длительная нагрузка ISO15330 Качественная/Оценка времени отказа Производственный контроль Низкая скорость деформации ISO7539-7 Количественное/Измерение порогового напряжения Анализ НИОКР Шаг Нагрузка ASTM F1624 Моделирование фактического напряженного состояния Анализ отказов
Рекомендации по внедрению
- Для крепежа класса прочности 12.9 необходимо применять процесс накатки резьбы после термообработки
- Избегайте катодной электролитической очистки перед гальванопокрытием, а время травления должно быть ≤3 минут
- Составьте диаграмму контроля связи для трех параметров: твердости, содержания водорода и напряжения
- Для ключевых деталей предпочтительнее использовать цинк-никелевый сплав
GB/Z 41117-2021 История
- 2021 GB/Z 41117-2021 Крепежные изделия. Основы водородного охрупчивания стальных крепежных изделий.
