氢脆的案例分析

2022-11-30

液压产品一般需在高压下工作，部分零件承受的力较大，当零件吸氢后，在其薄弱地方会发生断裂，如图1所示的阀芯。

图1 主控阀阀芯示意

阀芯内部为中空，由于功能要求，中空处需要与单向阀配合密封，阀芯处于高压工作，这就需要与单向阀的配合处具有较强的抗冲击性及韧性，同时为了达到一定的耐磨要求，许多厂家选择该种阀芯表面镀铬处理，而且要求的镀层较厚，但由于镀铬工艺本身电流效率低，因此需要电镀的时间较长，渗氢严重。

该阀芯材质为42CrMo，调质处理后硬度为32~36HRC，装配后要求镀铬层厚度0.04~0.06mm。阀芯为液压挖掘机所用，额定工作压力31.3MPa，而且由于挖掘机的特性，冲击压力的峰值可达到60MPa以上，该阀芯电镀后没有去氢脆处理，因此在挖掘机上使用一段时间后发生断裂，如图2所示。

图2 阀芯断裂

在发生断裂后，对阀芯进行了理化分析，实测阀芯心部硬度为34.5HRC，并对阀芯电镀前及电镀后的截面分别做了金相分析，如图3、图4所示。通过晶相图4可以看出，电镀后阀芯晶相图中出现明显的沿晶断裂的特征——冰糖状断口。

图3 阀芯电镀前晶相

图4 阀芯电镀后晶相