常平蝕刻加工 關(guān)于金屬的氫脆最早被人們發(fā)現(xiàn)是在1817年,鋼制品的主要表面在經(jīng)過酸洗后,其延性降低,但那時人們并不知道其原因所在,到了1880年,Hughes才明確將這一現(xiàn)象歸于酸洗中析氫的后果。
氫脆是由金屬在腐蝕過程中,伴隨有氫的析出,析出的氫滲透到金屬內(nèi)層所引起的材料脆化,導(dǎo)致材料塑性及韌性降低的現(xiàn)象。氫脆是高強度金屬材料的一個潛在破壞源,航空工業(yè)及航天工業(yè)中所使用的高強度鋼及鈦合金等,對氫脆是很敏感的。
氫脆的發(fā)生,必須具備兩個條件,其一是有氫的發(fā)生源;其二是對象金屬對氫敏感,能以不同的形式與作用改變金屬的一些性能。從金屬活動順序可知,排在氫前面的金屬在腐蝕時都會伴隨有氫的析出。下面列出鋁、鐵、鈦等幾種金屬與酸和堿的腐蝕反應(yīng):
在腐蝕過程中析出氫有三個去向:①進入金屬內(nèi)部形成滲氫;②復(fù)合成分子氫從腐蝕液中逸出;③和腐蝕劑中的氧化性離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)將原子氫氧化成氫離子。
對氫敏感的金屬吸氫后,氫在金屬內(nèi)部以氫分子、固溶體、氫化物等不同形式存在并對金屬的力學(xué)性能產(chǎn)生不同的影響和作用。
氫分子:當金屬內(nèi)的氫超過固溶度時,氫將從過飽和固溶體中析出并結(jié)合成H2,析出的H2易于在位錯區(qū)、晶界、相界、微裂紋及孔洞等內(nèi)部缺陷處集聚,使金屬產(chǎn)生鼓泡、白點、裂紋等。
氫化物:氫能與稀土金屬、鈦、鈷等形成氫化物。例如:氫與a—ti生成TiHx(x=1.53~l.99),導(dǎo)致金屬塑性和韌性的降低:,固溶體:氫以H、H、H’等形態(tài)固溶于金屬中,H進入金屬后,其l s電子會進入過渡
金屬的d帶從而形成H’,導(dǎo)致d電子層的電子密度增加使原子間的斥力增大,引起晶格
結(jié)合強度降低。氫原予是所有兀素中幾何尺寸最小的,其半徑只有0.046nm,因而易于擴散進人金屬,并占居金屬晶格的空隙位置。固溶氧可導(dǎo)致晶格畸變,增加晶格空格濃度,促進金屬位錯的發(fā)生和運動;促進裂紋尖端局部塑性變形;促進室溫蠕變等后果。
在常用的金屬材料中,易產(chǎn)生氫脆的有兩種,即鋼和鈦,怎樣來解決這些材料經(jīng)化學(xué)腐蝕后的氧脆問題足很重要的,我們會分別討論這問題