摘要：研究了無氰電鍍福-鈦合金工藝對A100鋼基體氫脆性能的影響，分別采用測氫儀法、氫含量測定法、恒載荷持久拉伸及慢拉伸的方法對A100鋼基體電鍍鎘-欽合金氫脆性進(jìn)行評價。結(jié)果表明：A100鋼具有較低的氫脆敏感性，電鍍鎘-鈥合金后氫大部分存在于鍍層中，基體中氫含量較低; 采用慢拉伸試驗可以評價A100鋼電鍍福-鈥合金工藝的氫脆性能，試樣的斷裂強(qiáng)度、斷口面積等性 能與基體裸材的性能基本一致，說明無氰電鍍鎘-鈥合金工藝具有非常低的滲氫量;試驗還證明較小的拉伸速率更有助于氫脆的判斷。

關(guān)鍵詞：A100鋼;無氰電鍍福-鈦合金;氫脆性;慢拉伸

電鍍鎘-鈦合金具有耐蝕性好、低氫脆及工藝簡單等特點，特別適合于航空工業(yè)用高強(qiáng)度鋼的防護(hù)層。目前國內(nèi)外對于飛機(jī)起落架等重要部位高強(qiáng) 度鋼的耐腐蝕防護(hù)均采用電鍍鎘-鈦合金技術(shù)，差別在于美國波音公司采用的是氰化鍍鎘-鈦合金，我國采用的是無氰鍍鎘-鈦合金工藝，二者獲得的鍍層性能技術(shù)指標(biāo)基本一致，均滿足MIL-STD-1500(美軍標(biāo))和AMS 2419〔美國宇航材料標(biāo)準(zhǔn))要求。

A100鋼是一種韌性非常好的二次硬化型超高 強(qiáng)度鋼，航空工業(yè)中廣泛應(yīng)用于主要承力構(gòu)件，具有非常好的應(yīng)用前景。A100鋼零件無氰電鍍鍍鎘-鈦合金過程中，可能會由于氫的滲入導(dǎo)致金屬材料的內(nèi)部損傷，從而使金屬材料在低于材料屈服強(qiáng)度 的靜應(yīng)力作用下發(fā)生延遲斷裂。本文對A100鋼零件電鍍鎘-鈦合金的氫脆性能 進(jìn)行研究，以保障無氰電鍍鎘-鈦合金工藝在A100鋼零件上的順利應(yīng)用。

1實驗

1.1基體材料

基體材料采用A100鋼。

1.2電鍵錫-欽合金工藝

電鍍鎘-鈦合金工藝流程為：

鍍前檢查與表面準(zhǔn)備―除油—噴砂—弱浸蝕 ―電鍍鎘-鈦合金—干燥―除氫—檢查。

1.3實驗方法

1〕測氫儀法。采用勞倫斯測氫儀進(jìn)行測試，氫 脆試驗按HB5067.2分別進(jìn)行電鍍鎘-鈦合金的氫脆試驗。

2〉氫含量法。氫含量檢測按HB 5220. 50-2008進(jìn)行，采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測試基體及鍍層中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3〉恒載荷持久拉伸法。按HB5067.1進(jìn)行，采用缺口圓棒試樣電鍍鎘-鈦合金后進(jìn)行200h持久拉伸試驗。試樣采用A100鋼加工。

4)慢拉伸法。通過控制應(yīng)變的慢拉伸法對無 氰電鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行評價，通過對抗拉強(qiáng)度、斷面面積及拉伸曲線等指標(biāo)的比較，分析電鍍鎘-鈦合金工藝對A100鋼基體滲氫的影響。

2結(jié)果與討論

采用勞倫斯測氫儀對無氰鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行測試。無氰鍍鎘-鈦合金入值較小，滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求，低氫脆性能好。

2.2氫含量法檢測

采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測定A00鋼電鍍鎘及鎘-鈦合金試樣的氫含量，考察電鍍過程中氫的滲人量。從檢測結(jié)果可以看出，A100鋼無氰電鍍鎘-鈦氫工序后,無氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍有降低。將電鍍鎘-鈦合金鍍層去除后檢測基體氫 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)，基體w(氫)只有0.0001%，說明 無氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫大部分存在于鍍層中， 只有極少量滲人到基體內(nèi)，而除氫工序?qū)τ阱儗又?氫的去除沒有明顯的作用。這一結(jié)果與湯智慧的 研究結(jié)果⑷基本一致，主要由于電鍍鎘-鈦合金工藝 特殊的鍍層結(jié)構(gòu)決定。

2.3恒載荷持久拉伸法檢測

恒載荷持久拉伸法是目前國內(nèi)外評價材料氫 脆性的主要方法，國內(nèi)航空業(yè)對髙強(qiáng)度鋼電鍍工 藝的氫脆性評價主要采用此方法。該方法可以簡 便、準(zhǔn)確地評價出高強(qiáng)度鋼零件經(jīng)表面處理后在使用中發(fā)生氫脆的可能性，但無法定量測定材料 在表面處理過程中滲氫量影響的程度，同時檢測周期較長。

本研究采用了酸洗、噴砂等不同前處理及后處 理方法，對A100鋼無氰鍍鎘-鈦合金工藝氫脆性能的影響。從試驗結(jié)果可以看出，氣 脆性能均滿足要求。通過微觀形貌可以明顯地看到鍍光亮鎘材料 的氫脆斷口，而未經(jīng)處理的基材及電鍍鎘-鈦合金試樣未發(fā)現(xiàn)氫脆斷口特征。慢拉伸試驗結(jié)果表明，電鍍鎘-鈦合金工藝對于A100鋼基體的滲氫量較小， 基本不會產(chǎn)生材料的脆性斷裂，而鍍光亮鎘工藝較 顯著地向基體內(nèi)產(chǎn)生滲氫，以致影響材料的力學(xué)性能。相差逐漸增大，證明鍍光亮鎘工藝相比于電 鍛鎘-鈦合金工藝滲氫量大得多。較低的拉伸速度可更容易比較不同工 藝滲氫程度的大小。

3結(jié)論

1.A100鋼基體氫脆敏感性較低，采用恒載荷持 久拉伸方法進(jìn)行考核，不同工藝參數(shù)條件下進(jìn)行A100鋼電鍍鎘-鈦合金,均可以通過氫脆檢驗。

2.對A100鋼采用無氰電鍍鎘-欽合金工藝處 理后進(jìn)行慢拉伸試驗，試棒的斷裂強(qiáng)度、斷口面積、斷裂時間基本與未經(jīng)處理A100鋼基材一致，證明無氰電鍍鎘-鈦合金工藝過程對基體滲氫很少，顯著 低于光亮鍍鎘工藝。

3.慢拉伸方法中的拉伸速率對材料脆性斷裂 行為具有影響，較小的拉伸速率更有利于材料氫脆性能的判斷。