渗碳时气氛中裂解的大量氢气为什么没有带来工件大量氢脆？

pjm1983

大家好：
      我是一个工厂的热处理工程师，我们在做低碳钢的渗碳淬火，用的是丙烷+甲醇的气氛，有一个疑问一直在心中：
      丙烷在900多度的时候裂解以后，渗碳气氛中将有大量的还原性氢气，这些氢气如果扩散到工件里会形成氢脆，这个也是很危险的，但是现在这个工艺用的很成熟，不知道怎么解释这个问题，需求高手支招！！！

狂龙

我来回答楼主的问题：
1一般我们所选用的渗碳用钢其含碳量都不超过0.25%。而含碳量为0.3~0.35%的钢对氢脆非常敏感。
2渗碳后淬火前，工件在空气中都或多或少地冷待过一定时间，在这段时间内，促使氢从工件中排出，时间越长排出的越多，大大减少了开裂倾向。对于渗碳后重新在空气介质中加热淬火，回火，则可完全消除脆性。
3渗碳件在室温下或回火后会出现塑性回升现象。即自然时效和人工时效。工件渗碳淬火后在室温下或回火状态都将产生脱氢。使其恢复塑性。在不十分影响表面硬度的条件下，选择尽可能高地回火温度和稍长得回火时间，可以在一定程度上减轻脆性。实践证明在180度的回火效果最好。这也就是渗碳件普遍采用180度回火的原因。
4该现象同样适用于碳氮共渗件。
3

孤鸿踏雪

这是因为氢含量不足以导致氢脆的发生。

pjm1983

氢脆发生是在氢含量是在PPM级别含量就可以了吧？可是正常的渗碳气氛中氢气含量是%级别的啊，远远高的啊，所以还是有点不明白呢，忘高手继续指教！

sh-sbc

发生氢脆时应是工件受到拉应力，而大多数的工件（例如齿轮）在服役时是受到压应力，故表现不出氢脆。如果工件服役时是受到拉应力（如螺栓在上紧锣帽时），就会表现出氢脆的。拉应力越大、渗的氢越多和越是高强度钢则越容易发生氢脆断裂。还有一个特征就是氢脆一般会延迟断裂。

孤鸿踏雪

pjm1983 发表于 2011-8-26 16:14
氢脆发生是在氢含量是在PPM级别含量就可以了吧？可是正常的渗碳气氛中氢气含量是%级别的啊，远远高的啊，所 ...

“可是正常的渗碳气氛中氢气含量是%级别的啊”
    请问，你这个氢含量是钢中的氢含量吗？你是如何测得的？

djh088

那要按你这个推理，不锈钢固溶时全氢保护情况下，不都被氢脆完了？？？？

范达

氢脆一般发生在焊接,铸造,锻造,电镀等加工过程中,氢以间隙方式残留于钢中.按能量,结构,浓度三大起伏还不能解释高温渗碳时不发生吸氢现象.这就好比目前理论界对回火脆性,蝴蝶马氏体形成机理等尚未统一口径一样.个人认为渗碳时,碳与铁和铁与氢相比具有优先性,优先的致密渗层会阻止氢的渗入.

sawens

我不知道为什么渗碳后没有氢脆的问题，我主观考虑可能有两个方面，1、零件渗碳淬火后，表面的高碳高硬度本身脆性较大，所以没有显现出氢所带来的脆性;2、或者在高温下氢的活性较大，氢原子很容易形成氢气，或者与氧结合，这样所需要动能要比向金属内部扩散更少。

pjm1983

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-27 09:32
“可是正常的渗碳气氛中氢气含量是%级别的啊”
    请问，你这个氢含量是钢中的氢含量吗？你是如何测得的 ...

是渗碳气氛中的氢含量

孤鸿踏雪

pjm1983 发表于 2011-8-30 08:56
是渗碳气氛中的氢含量

渗碳气氛中的氢含量与钢中的氢含量不能混为一谈，只有当钢中的氢含量达到一定量时，才会引起氢脆。

pjm1983

恩，明白你的意思，但是如果气氛中的氢含量很高的话，应该会往工件表面扩散吧，水往低处流嘛

zhengcj

孤鸿踏雪 发表于 2011-8-27 09:32
“可是正常的渗碳气氛中氢气含量是%级别的啊”
    请问，你这个氢含量是钢中的氢含量吗？你是如何测得的 ...

钢材冶炼时，钢厂会用Hyris 定氢仪来控氢。一般来说，要求钢材中的[H]≤2ppm。