Vesinikhabrendumine on tüüpiline ülitugeva{0}}terase rabe rike. Terasemaatriksisse tungivad vabad vesinikuaatomid kogunevad sisemiste defektide, terade piiride ja pingekontsentratsiooni piirkondadesse, põhjustades kohaliku sisepinge järsu suurenemise. Kui vesinik-indutseeritud kontsentreeritud pinge ületab terase kohaliku tugevuspiiri, tekivad materjali sees pöördumatud mikropraod. Pärast poldi vormimist ja hooldamist, sisemise jääkpinge ja välise tööpinge ühendusefekti mõjul, levivad need mikropraod edasi ja põhjustavad lõpuks äkilist rabedat murdumist.
Vesiniku rabestumine on pöördumatu. Seda saab ennetada ainult protsessi ja töötingimuste kontrollimisega, mitte kõrvaldada{1}}järelraviga. Seetõttu on selliste tõrgete põhimõtteliseks vältimiseks oluline selge arusaamine vesiniku rabedusmurdude indutseerivatest teguritest. Legeerterasest poltide vesiniku murenemise peamised põhjused on vesiniku läbitungimine peitsimise ajal, vesiniku jääk sulatamisel, vesiniku neeldumine töökeskkonnast ja vesinik-indutseeritud hiline habras purunemine.
1. Vesiniku läbitungimine marineerimisprotsesside ajal
Eeltöötlusprotseduurid, sealhulgas peitsimine, fosfaatimine, seebistamine ja galvaniseerimine, on poltide valmistamise ajal peamised vesiniku sissetungimise allikad. Nendest protsessidest on peitsimine ja fosfaatimine kõige olulisem vesiniku eraldumine ja vesiniku läbitungimine. Fosfaaditöötluse käigus moodustab happeline keskkond terase raua- ja süsinikstruktuuride vahele arvukalt mikrogalvaanilisi elemente. Anoodil tekib töödeldava detaili pinnale tihe fosfaatkile, samas kui katoodil toimuvad tugevad vesiniku eraldumise reaktsioonid, mis tekitavad suure hulga aktiivseid vesinikuaatomeid.
Äsja loodud vesinikuaatomitel on väike maht ja kõrge aktiivsus, mis võimaldab neil kergesti tungida läbi terase pinna ja jääda maatriksi sisse. Protsessi vesiniku tungimine tootmise ajal on vesiniku purunemise peamine põhjuslegeerterasest poldid.
2. Mittetäielik vesiniku eemaldamine sulatamise ajal
Legeerterase sulatamisel sisestatakse vesiniku jälg tooraine, ahjugaasi ja jahutusvahenditega. Sulamise temperatuuri, ahju keskkonna, degaseerimisprotsesside ja protsessi juhtimise tõttu ei saa sulaterasest vesinikuaatomeid täielikult eemaldada, jättes terasmaatriksisse teatud koguse jääkvesinikku.
Vesiniku jääk vähendab terase tera piiride sidumistugevust ja suurendab struktuuri haprust. Järgneva kuumtöötlemise, külmotsingu ja hoolduskoormuse ajal kiirendab see mikropragude teket ja levikut ning suurendab oluliselt vesiniku purunemise ohtu.
3. Vesiniku neeldumine välistest teeninduskeskkondadest
Kui poldid töötavad pikaajalises-niiskes, vihmases või söövitavas keskkonnas, toimuvad poldi pinnal elektrokeemilised reaktsioonid, mille käivitavad niiskus ja söövitav keskkond. Need reaktsioonid tekitavad pidevalt aktiivseid vesinikuaatomeid, mis tungivad poldi maatriksisse.
Vihmases, kõrge{0}}niiskuses ja tugeva soolauduga keskkondades neelavad poldid vesinikku kiiremini ja vesinikku kogunevad suurema kiirusega, mille tulemuseks on kuivade töötingimustega võrreldes palju suurem vesiniku purunemise tõenäosus.
4. Vesinik-indutseeritud hiline habras murd
See on vesiniku rabestumise põhitõrge. Poldimaatriksi sees olev vaba jääkvesinik koguneb pidevalt pinge kontsentratsiooni tsoonidesse jääk-eelkoormuspinge ja vahelduva töökoormuse koosmõjul. Vesinikuga rikastamine vähendab oluliselt materjali purunemiskindlust ja soodustab loomulike mikropragude aeglast levikut, põhjustades lõpuks hilise hapra murdumise ilma ilmsete rikkeeelsete -sümptomiteta. See on tüüpiline madala-stressi äkilise rikke režiim.
Vesiniku rabestumise vältimise meetmed
Vesiniku rabestuminepoldidtugineb peamiselt ennetamisele. Tegeliku tootmise ja kasutamise korral tuleb madala -vesinik-tundlikkusega toorained valida poltide tugevusklasside ja kasutustingimuste järgi. Peamised protsessid, nagu kuumtöötlemine, peitsimine, fosfaatimine ja galvaniseerimine, tuleks optimeerida koos range dehüdrogeenimistöötluse ja täieliku -protsessi kvaliteedikontrolliga. Põhjalikud ennetusmeetmed, mis hõlmavad tooraine valikut, tootmist, pinnatöötlust, kokkupanekut ja käitamist, võivad tõhusalt kõrvaldada vesiniku hapruse riskid.
