電鍍鎘-鈦合金具有耐蝕性好、低氫脆及工藝簡單等特點(diǎn)，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(duì)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AMS2419〔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(huì)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(duì)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(shí)驗(yàn)

　　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(shí)驗(yàn)方法

　　1）測(cè)氫儀法。采用勞倫斯測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)試，氫脆試驗(yàn)按HB5067.2分別進(jìn)行電鍍鎘-鈦合金的氫脆試驗(yàn)。

　　2）氫含量法。氫含量檢測(cè)按HB5220.50-2008進(jìn)行，采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測(cè)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(yàn)。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(duì)無氰電鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過對(duì)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(duì)A100鋼基體滲氫的影響。

　　2、結(jié)果與討論

　　采用勞倫斯測(cè)氫儀對(duì)無氰鍍鎘-鈦合金工藝進(jìn)行測(cè)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。

　　2.1氫含量法檢測(cè)

　　采用脈沖加熱-熱導(dǎo)法測(cè)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(cè)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(cè)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阱儗又袣涞娜コ龥]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。

　　2.2恒載荷持久拉伸法檢測(cè)

　　恒載荷持久拉伸法是目前國內(nèi)外評(píng)價(jià)材料氫脆性的主要方法，國內(nèi)航空業(yè)對(duì)髙強(qiáng)度鋼電鍍工藝的氫脆性評(píng)價(jià)主要采用此方法。該方法可以簡便、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)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(cè)定材料在表面處理過程中滲氫量影響的程度，同時(shí)檢測(cè)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(duì)A100鋼無氰鍍鎘-鈦合金工藝氫脆性能的影響。從試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果表明，電鍍鎘-鈦合金工藝對(duì)于A100鋼基體的滲氫量較小，基本不會(huì)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(yàn)。

　　2.對(duì)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(yàn)，試棒的斷裂強(qiáng)度、斷口面積、斷裂時(shí)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(duì)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(duì)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。

責(zé)任編輯：郭靜

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