Es gibt verschiedene Faktoren, die Wasserstoff erzeugen. In den meisten Fällen eines Versagens der Wasserstoff versprödung in Verbindungs elementen kommt die höchste Anzahl von Faktoren aus dem Beiz-und anschließenden Galvanik verfahren in der Produktion. Das Auftreten von Verbindungs elementen, die aufgrund von Wasserstoff versprödung ausfallen, ist bei nicht galvani sierten Verbindungs elementen relativ selten.
Vor dem Galvani sieren benötigen die Verbindungs elemente eine aktive Oberfläche, daher ist eine chemische Reinigung erforderlich. Der Reinigungs prozess umfasst typischer weise die Verwendung einer alkalischen Lösung zur Entfettung, gefolgt von einem sauren Beizen, um die Oxids kala und den während der Wärme behandlung gebildeten Rost zu entfernen. Das Säure beizen lagert eine große Menge entstehender Wasserstoff (H)-Atome auf der Oberfläche der Verbindungs elemente ab. Die Zeit, die in die saure Lösung eingetaucht ist, sollte vom Oberflächen zustand der Teile abhängen, und die Ein weich zeit sollte unter Verwendung von Inhibitoren minimiert werden. Einige Wasserstoff atome verbinden sich und bilden H2-Moleküle, die als Blasen in der sauren Lösung erscheinen. Einige entstehende Wasserstoff atome werden vom Stahl material absorbiert. Die Gesamtmenge an Wasserstoff, die Verbindungs elemente aufnehmen können, wird durch die Beizzeit und die chemische Natur der sauren Lösung beeinflusst.
Der nächste Schritt ist das Galvani sieren, bei dem sich schützende Metalle le mente (wie Zn,Ni oder Cr) im ionischen Zustand befinden und durch kathodische Reaktion im Elektrolyten auf den Verbindungs elementen abgelagert werden. Darüber hinaus erzeugt der Prozess Wasserstoff, der von den Verbindungs elementen absorbiert werden kann.
▲ Abbildung 3: Galvanik
Wasserstoff wird in Stahl verbindungs elementen in atomarer Form (H) dispergiert. Die vom Stahl material absorbierten Wasserstoff atome sind hoch aktiv und können im Befestigungs material stark diffundieren. Intern neigen Wasserstoff atome dazu, sich in Bereiche mit hoher Zug spannung zu trennen, und im Laufe der Zeit steigt die Wasserstoff konzentration in diesem Bereich allmählich an. Wenn sich zwei benachbarte Atome bei einem Defekt zu Wasserstoff molekülen (H2) rekombinieren, steigt die Spannung, die erforderlich ist, um sie zu verschieben, und das Wasserstoff molekül wird dort fest verwurzelt.
Wie bereits erwähnt, treten Brüche, die durch Wasserstoff versprödung verursacht werden, in inter granularen Strukturen auf. Intern neigt Wasserstoff dazu, an Korngrenzen, Einschlüssen, Brüchen und anderen Defekten in den Verbindungs elementen verteilt zu sein. Im Laufe der Zeit nimmt Wasserstoff in diesen Bereichen der Verbindungs elemente durch Diffusion allmählich zu.
Je höher die Wasserstoff konzentration ist, desto geringer ist die kritische Belastung für das Versagen und je niedriger die Wasserstoff konzentration, desto höher ist die kritische Belastung für das Versagen. Freie Wasserstoff atome diffundieren zu Oberflächen defekten, Einschlüssen, Brüchen und anderen Bereichen mit hoher Zugspannung in den Verbindungs elementen, was zu einer verringerten Festigkeit in diesen Bereichen führt. Wenn die Wasserstoff konzentration und die Gesamt spannung den kritischen Punkt erreichen, treten Brüche auf, und dieser Prozess wird fortgesetzt, bis die Verbindungs elemente schließlich versagen. Anfangs risse treten typischer weise innerhalb der Körner auf und entwickeln sich dann zu Korngrenzen. Von dort breiten sich die Risse entlang der Korngrenzen aus, bis die Befestigungs elemente schließlich brechen.
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