一种螺栓氢脆失效倾向（HES）的试验方法.doc

海鑫工业设备（中国）有限公司 一种螺栓氢脆失效倾向（HES）的试验方法相信大多数紧固件制造厂商都有高强度螺栓因电镀后氢脆失效的经验，减少和消除螺栓的氢脆一般靠严格的电镀工艺控制，镀后还要通过对电镀件长时间的烘烤(烘烤的时间是否足够主要取决于螺栓的机械性能级别、镀层类别厚度)，使产品游离状的氢得以释放，减轻对产品的影响。由于电镀工艺中各种参数(例如酸洗浓度、电镀液、电流大小、温度、时间等)，都可能引起产品渗氢量的变化，而大多数生产厂家电镀后烘烤时间根据螺栓的机工性能是固定的，虽然可以避免和减少氢脆现象的发生，但是由于各种参数的变化和不能即时测试氢的含量，以及考虑经济性、效率的同时又不能无限制的增加烘烤时间，所以虽然经过烘烤，却不能完全排除产品的氢脆失效的可能。电镀除氢后测试氢脆倾向试验是有必要的，为此国标上提出多种关于氢脆倾向的试验办法，我们国家标准根据ISO15330制定了GB/T3098.172000标准，提出了检查氢脆用预载荷试验平行支承面法。螺栓的氢脆倾向的测试并不是一种强制性验收项目，它只是一种对螺栓氢脆倾向的评估，如果螺栓出现裂纹或断裂，那么该产品既有可能出现氢脆失效的可能。鉴于高强度螺栓大多为重要的保安件，用户往往提出很高的要求，实际的装配条件可能出入较大，为了给用户提供可靠的产品，减少氢脆失效风险，特推荐另外一种测试方法(ASTMF606M)，供同行参考。1.试验夹具(试验夹具见图1)；试验夹具由淬火垫片和垫板，及淬火楔型垫组成。淬火垫片：(ASTM F436M)垫片的材料可选择碳钢，硬度HRC3845；尺寸见图2和表1：其它要求请参见ASTM F436M淬火钢垫钢圈(公制)楔型垫：楔型垫的材料和硬度同淬火垫片，除斜面外尺寸可参考表1.楔板垫斜度见表2垫板：垫板材料采用碳钢，孔径与螺栓外径接近，但不能大于垫圈的孔径。厚度要求装配后留三个完整螺纹在外边。2、试验方法：a.测试的试件在夹具中锁紧固至螺栓最小抗拉强度的75%。b.由螺母来测试扭紧和拆卸力矩。c.装配后要保持48小时的锁紧状态。d.拆卸时，扭力矩不得小于锁紧力矩的90%。e.拆卸后用20倍放大镜检查螺栓杆径、螺纹和头杆结合部有无裂纹产生。3、试样：试样采用随机形式，在同一生产批中任取3件。4、试验扭矩的确定：拧紧螺母时，拧紧力矩M需要克服旋合螺纹间的摩擦力矩和螺母与被联接件支承面间的摩擦矩，并产生轴向力P0，它们的关系为：Mt=KP0d10-3kgf. mK-锁紧力矩系数；d-螺栓的公称直径；由于螺纹、螺母和被联接件等表面摩擦状况的不同，K值可以按有关资料推荐的公式计算，一般值在0.10.3之间，为方便计算通常选K=0.2。通过上式，可以很方便的计算出试验时的锁紧力矩。举例：M14100 10.9级螺栓的试验锁紧力矩；最小拉力载荷：120000N(可查G3098.1)P0=0.75X120000/9.89184kgf代入上式：Mt=25.7kgf. m 该试验方法操作性和实用性强，简单可行