Co to jest kruchość wodorowa? Jakie rodzajeśrubysą podatne na kruchość wodorową? Jak zapobiegać kruchości wodorowej? Poniżej omówimy zjawisko kruchości wodorowej śrub.
Przy obecnej technologii produkcji i podstawowym poziomie technicznym materiałów, śruby produkowane w konwencjonalnych procesach same w sobie nie są podatne na kruche pękanie. Jednakże kruchość wodorowa występuje najczęściej po poddaniu śrub obróbce powierzchniowej, takiej jak cynkowanie galwaniczne lub niklowanie, lub gdy wodór jest wprowadzany w procesie obróbki cieplnej. Dlatego w tym temacie skupiono się na tym, jak zapobiegać kruchości wodorowej po poddaniu śrub obróbce powierzchniowej i cieplnej.
Kruchość wodorowa odnosi się do zjawiska, w którym materiały metalowe tracą wytrzymałość z powodu nadmiernej wewnętrznej zawartości wodoru pod wpływem połączonego działania wodoru i naprężenia, co następnie prowadzi do nagłego i kruchego pęknięcia łba śruby, gwintów i innych części. Ten typ złamania jest nagły i nieprzewidywalny, co stwarza poważne zagrożenie dla jakości i bezpieczeństwa. Występowanie kruchości wodorowej jest najczęściej związane z nieprawidłowymi operacjami podczas galwanizacji powierzchniowej, wytrawiania lub hartowania oraz innych procesów obróbki naprężeniami zewnętrznymi, które powodują przenikanie wodoru do osnowy metalu.
Jakie zatem rodzaje śrub są podatne na kruchość wodorową po obróbce powierzchniowej? Bez wątpienia tak jestśruby o-wytrzymałości. Śruby o-wysokiej wytrzymałości zazwyczaj odnoszą się do śrub o klasie wytrzymałości 8,8 lub wyższej, natomiast śruby o klasie wytrzymałości 10,9 i 12,9 klasyfikuje się jako śruby o ultra-wysokiej-wytrzymałości. Ze względu na wysoką-wytrzymałość samego materiału śruby te są niezwykle wrażliwe na wodór. Jeśli wodór zostanie wprowadzony podczas obróbki powierzchni i nie zostanie usunięty w odpowiednim czasie, istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia kruchości wodorowej. Śruby-o wysokiej wytrzymałości są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, a warunki pracy śrub w samochodach są stosunkowo trudne-albo pracują one pod długotrwałym-wysokim-warunkami obciążenia, albo są wystawione-na otwarte powietrze. W przypadku-śrub o wysokiej wytrzymałości, które zostały poddane obróbce powierzchniowej, po zmianie warunków środowiskowych ryzyko pękania ze względu na kruchość wodorową jeszcze bardziej wzrośnie.
Jak zatem powinniśmy zapobiegać kruchości wodorowej? Optymalną metodą jest unikanie stosowania wodoru-wprowadzającego obróbkę powierzchni, taką jak cynkowanie śrub, pod warunkiem, że pozwala na to projekt. Oczywiście jest to tylko wyidealizowana propozycja, która w większości warunków pracy jest trudna do zrealizowania. Dlatego należy przyjąć inne skuteczne środki. Jeżeli kruchość wodorowa jest spowodowana obróbką powierzchni-śrub o dużej wytrzymałości, należy zbadać, czy w procesie obróbki powierzchni nie występują problemy, takie jak zbyt długi czas wytrawiania lub niewłaściwe parametry procesu galwanicznego, aby ograniczyć przenikanie wodoru ze źródła. Dodatkowo po zakończeniu obróbki powierzchniowej należy dodać proces wyżarzania z usuwaniem wodoru. Umieść platerowany wysokośruby wytrzymałościowew piecu o stałej temperaturze i trzymać w temperaturze 190–230 stopni przez 2–4 godziny. Ogrzewanie sprzyja ulatnianiu się wodoru z metalowej osnowy, co jest podstawową metodą eliminowania kruchości wodorowej.
Jeżeli kruchość wodorowa jest spowodowana procesem obróbki cieplnej, konieczne jest dostosowanie parametrów procesu obróbki cieplnej. Należy jednak wyjaśnić, że podstawową przyczyną kruchości wodorowej wywołanej obróbką cieplną nie jest zbyt wysoka temperatura, ale wprowadzenie nadmiernej ilości wodoru w procesach takich jak media trawiące i hartujące podczas obróbki cieplnej. Dlatego konieczna jest optymalizacja procesu trawienia i wybór środków hartujących o niskiej-wodorze, aby zasadniczo zmniejszyć przenikanie wodoru.
Gdy śruby przejdą wszystkie niezbędne procesy, kluczowe znaczenie ma badanie kruchości wodorowej. Pęknięcie w wyniku kruchości wodorowej jest nagłe, a metoda wykrywania uderzenia łba śruby metalowym młotkiem jest nienaukowa i podatna na błędne oceny. Standaryzowaną metodą badania jest próba opóźnionego pękania. Pobrać określoną część próbek, przyłożyć określone obciążenie rozciągające i utrzymać je przez pewien czas. Jeżeli próbki nie pękają, stwierdza się, że ryzyko kruchości wodorowej tej partii śrub jest kontrolowane i można je wprowadzić do użytku.
