Водородное охрупчивание — ASTM F519/ASTM F1624/ISO 15330

Что такое Водородное охрупчивание?

Испытание на водородное охрупчивание — это испытание, в ходе которого оценивается, приводит ли водород, поглощенный деталями из высокопрочной стали во время гальваники, травления или катодной защиты, к замедленному разрушению при длительной нагрузке.

Водородное охрупчивание: цель

Целью является проверка того, что процессы нанесения покрытий и обработки поверхности не приводят к водородному охрупчиванию и что процесс удаления водорода (отжига) эффективен.

К каким изделиям применяется Водородное охрупчивание?

Высокопрочный крепеж
Детали пружины и вала с покрытием
Конструктивный крепеж для аэрокосмической отрасли
Высокопрочные стали с покрытием

В каких отраслях применяется Водородное охрупчивание?

МеталлСтальГорнодобывающая промышленностьМашиныНефть и Газ

Стандарты, связанные с Водородное охрупчивание

АСТМ Ф519
АСТМ Ф1624
ISO 15330
ASTM F606 (крепеж)

Водородное охрупчивание: условия

Образец: Образцы из высокопрочной стали с надрезом, определенные в ASTM F519.
Нагрузка: Процент разрушающей нагрузки образца, определенный в стандарте (обычно 75%).
Время: Продолжительность постоянной нагрузки, определенная в ASTM F519 (обычно 200 часов)
Водородный рельеф: Отжиг при определенной температуре и продолжительности после нанесения покрытия

Оборудование для Водородное охрупчивание

Установка с постоянной нагрузкой
Доступ к линии гальванического покрытия и травления
Водородная печь
Стереомикроскоп

Требования к образцам для Водородное охрупчивание

Образцы должны соответствовать типу и твердости, определенным в ASTM F519.
Образцы должны обрабатываться вместе с реальным производственным процессом.
Необходимо использовать контрольные образцы.
Количество образцов определяется стандартом.

Водородное охрупчивание: продолжительность

Продолжительность загрузки обычно составляет 200 часов; 2 недели вместе с подготовкой и оценкой.

Водородное охрупчивание: порядок проведения

1Образцы обрабатываются вместе с оцениваемым процессом.
2При необходимости применяется водородная разгрузка.
3Образцы подвергаются постоянной нагрузке при определенной нагрузке.
4Перелом контролируется в течение определенного периода времени.
5Образцы, не разрушающиеся, проверяют увеличением нагрузки.
6Сообщается результат.

Водородное охрупчивание: критерии приёмки

Критерий приемки приведен в ASTM F519: образцы не разрушаются при определенной нагрузке и продолжительности.

Оценка результатов

Водородное охрупчивание представляет собой механизм замедленного повреждения; кратковременные испытания на растяжение его не выявляют. Если время удаления водорода после нанесения покрытия задерживается, его эффективность снижается, поэтому необходимо также проверить время процесса.

Водородное охрупчивание: протокол

Стандарт применяется
Тип образца и твердость
Параметры процесса и сброса водорода
Приложенная нагрузка и продолжительность
Результаты перелома

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Спецификации крепежа для аэрокосмической и автомобильной промышленности

Испытания металлов и металлургия — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Водородное охрупчивание; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Металлические и металлургические испытания определяют нагрузку, которую может выдержать металл или сварное соединение, характер его разрушения и внутреннюю структуру. Результат этой группы часто касается не самого изделия, а идентичности МАТЕРИАЛА: действительно ли сталь заявленной марки, обеспечивает ли сварной шов прочность, заложенную проектом, содержит ли отливка недопустимый внутренний дефект?

Практическая значимость этой области объясняется тем, что металлическая деталь редко разрушается постепенно. Пластиковая деталь деформируется, стареет, трескается и обычно даёт предупреждение. Сварной шов или крепёжный элемент, напротив, часто ломается без предупреждения — особенно при усталости и хрупком разрушении. Поэтому в таких областях, как оборудование под давлением, грузоподъёмная техника, строительная сталь и трубопроводы, испытание материалов — требование РЕГЛАМЕНТА, а не проекта.

Эта группа объединяет три группы методов, каждая отвечает на свой вопрос. Механические испытания количественно определяют поведение материала под нагрузкой. Неразрушающий контроль ищет дефекты, не повреждая деталь. Металлография и химический анализ объясняют, почему материал ведёт себя именно так — через структуру зерна, распределение фаз, содержание включений и состав сплава.

Критерий приёмки этих испытаний почти никогда не берётся из стандарта на испытание, и это ключ к пониманию области. Стандарт на испытание указывает, как проводить измерение; допустимые значения берутся из стандарта на продукцию, марки материала или кода изготовления. ISO 6892-1 описывает, как проводить испытание на растяжение; EN 10025 указывает, какой предел текучести должна давать эта сталь. При чтении отчёта существенно знать, по какому стандарту на продукцию проводилась оценка.

Отбор проб в этой области неотделим от результата. Два образца, взятые из одной плавки, могут дать разные значения в зависимости от направления и места отбора; в прокатной продукции образцы, параллельные и перпендикулярные направлению прокатки, дают разные результаты. Поэтому стандарты на продукцию также регламентируют место и ориентацию отбора проб, и отчёт должен это документировать.

Группы методов в этой области

Механические испытания
Растяжение, сжатие, изгиб, ударная вязкость с надрезом (Шарпи), твёрдость (Бринелль, Виккерс, Роквелл), усталость, ползучесть и вязкость разрушения. Они дают поведение материала под нагрузкой в числовой форме.
Неразрушающий контроль
Радиография, ультразвуковой контроль, капиллярный контроль, магнитопорошковый контроль и визуальный осмотр. Ищет поверхностные и внутренние дефекты, не повреждая деталь, и является незаменимым этапом сварного производства.
Металлография
Подготовка образца, травление и микроскопическое исследование. Оцениваются размер зерна, распределение фаз, содержание включений, глубина цементации и зона термического влияния сварного шва.
Химический анализ
Состав сплава проверяется методом оптико-эмиссионной спектрометрии и мокрой химии; подтверждение марки материала проходит через этот этап.
Коррозионное поведение
Испытания в солевом тумане, на питтинговую и щелевую коррозию, а также межкристаллитную коррозию. В нержавеющих сталях они могут указывать на качество термообработки.

Часто путаемое в этой области

Сертификат на материал (например, EN 10204 3.1) не является протоколом испытаний; это декларация производителя. В критических применениях проводится независимая проверка, и эти два документа нельзя путать.
Испытания на растяжение по ASTM и ISO измеряют одни и те же величины, но используют разную геометрию образцов; результаты не считаются напрямую эквивалентными, применяется то, что требует спецификация.
Таблицы пересчёта между твёрдостью и прочностью являются ПРИБЛИЗИТЕЛЬНЫМИ. Расчёт предела текучести по твёрдости не является достаточным доказательством для приёмки материала.
В неразрушающем контроле фраза «дефектов не обнаружено» не означает их отсутствие; могут присутствовать дефекты ниже порога обнаружения метода. В отчёте должны быть указаны применённый метод и уровень чувствительности.
Прохождение сварного шва не доказывает квалификацию сварщика или процедуры; это отдельные процессы.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Проверка сертификата на материал и приёмка поступающего материала
Утверждение сварного производства; аттестация сварщика и процедуры
Производственный контроль оборудования под давлением и конструктивных элементов
Анализ отказов и определение первопричины повреждений в эксплуатации
Проверка процессов термической и поверхностной обработки

Связанные тесты

Водородное охрупчивание: частые вопросы

Когда следует проводить процедуру сброса водорода?

Технические условия требуют, чтобы это было выполнено как можно скорее после нанесения покрытия. По мере увеличения задержки увеличивается вероятность улавливания водорода и снижается эффективность процесса; Время процесса должно быть зафиксировано.