Με την ταχεία ανάπτυξη μηχανικών μηχανικών, αυτοκινήτων και άλλων βιομηχανιών, προκειμένου να μειωθεί το κόστος, να ενισχυθεί η μείωση του βάρους και να επιτευχθεί οι στόχοι της μείωσης της διατήρησης της ενέργειας και της κατανάλωσης, οι ελαφριές μέθοδοι μηχανικών μηχανικών και αυτοκινήτων διερευνώνται ευρέως στο σπίτι και στο εξωτερικό. Για να ελαχιστοποιηθεί η μάζα του εξοπλισμού, ένας αποτελεσματικός τρόπος είναι η αύξηση του επιπέδου αντοχής των ανθεκτικών σε φθορά. Τα τελευταία χρόνια, οι πλάκες ανθεκτικές σε φθορά για μηχανικά μηχανήματα αυξήθηκαν γρήγορα από 500 ~ 600MPa σε 800MPa, 1000MPa και ακόμη και 1500MPa. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η αντοχή, η καθυστερημένη ευαισθησία κατάγματος των ανθεκτικών σε φθορά πλάκες αυξάνεται επίσης. Η υψηλή επαγόμενη από υδρογόνο καθυστερημένη ευαισθησία κατάγματος έχει γίνει ένας σημαντικός παράγοντας που περιορίζει την προώθηση και την εφαρμογή των βαθμών χάλυβα υψηλής αντοχής.
Το καθυστερημένο φαινόμενο κάταγμα που προκαλείται από υδρογόνο των πλάκες ανθεκτικών σε φθορά
Το καθυστερημένο κάταγμα είναι ένα φαινόμενο στο οποίο τα υλικά ξαφνικά υποβάλλονται σε εύθραυστη αποτυχία μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα υπό τη δράση του στατικού στρες. Είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ του υλικού-περιβάλλοντος-στρες και είναι μια μορφή υποβάθμισης του υλικού που προκαλείται από υδρογόνο. Το φαινόμενο του καθυστερημένου κάταγμα προκαλείται από τη διάχυση και τη συσσώρευση υδρογόνου μέσα στο υλικό στα τμήματα όπου συγκεντρώνεται η τάση. Αυτά τα μέρη όπου το στρες είναι συγκεντρωμένο συχνά έχουν πολλά ελαττώματα (ατομικές εκτοξεύσεις πλέγματος, τρύπες κ.λπ.). Το υδρογόνο διαχέεται σε αυτά τα ελαττώματα και τα ιόντα υδρογόνου συνθέτουν υδρογόνο. Τα άτομα, τα άτομα υδρογόνου συνθέτουν περαιτέρω μόρια υδρογόνου, τα οποία θα παράγουν τεράστια πίεση. Αυτή η πίεση, η υπολειμματική τάση μέσα στο υλικό και η εξωτερική τάση που υπέστη από το υλικό σε υπηρεσία σχηματίζουν μια προκύπτουσα δύναμη. Όταν αυτή η προκύπτουσα δύναμη υπερβαίνει την ισχύ της απόδοσης του υλικού, θα προκαλέσει κάταγμα.
Δεδομένου ότι το καθυστερημένο κάταγμα συχνά εμφανίζεται ξαφνικά όταν το εφαρμοζόμενο επίπεδο στρες που υπέστη από το υλικό είναι σημαντικά χαμηλότερο από την αντοχή της απόδοσης, είναι απρόβλεπτη και συχνά οδηγεί σε σοβαρότερες ζημιές και συνέπειες. Με την ανάπτυξη ανθεκτικών σε υψηλής αντοχής σε πλάκες ανθεκτικές σε φθορά και τη συνεχή επέκταση των πεδίων εφαρμογής τους, το φαινόμενο καθυστερημένου κατάγματος έχει λάβει μεγαλύτερη προσοχή. Πάρτε τα εξαρτήματα αυτοκινήτων ως παράδειγμα. Τα προϊόντα έχουν σύνθετα σχήματα και μεγάλες παραμορφώσεις. Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, οι κατασκευαστές ανταλλακτικών και οι προμηθευτές υλικών δίνουν μεγαλύτερη προσοχή στην καθυστερημένη απόδοση κατάγματος και έχει γίνει ένα από τα έργα πιστοποίησης υλικών απόδοσης.
Παράγοντες που επηρεάζουν την καθυστερημένη συμπεριφορά κατάγματος
Η καθυστερημένη συμπεριφορά κατάγματος των μεταλλικών υλικών συμβαίνει κάτω από την άρθρωση της δράσης των υλικών, του περιβάλλοντος και του στρες και συνδέεται στενά με τα χαρακτηριστικά του υλικού, την κατάσταση στρες και το περιβάλλον υπηρεσίας.
Η επίδραση της αντοχής του υλικού. Σε γενικές γραμμές, όσο υψηλότερη είναι η δύναμη του υλικού, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία του σε καθυστερημένο κάταγμα. Πιστεύεται γενικά ότι το 1000MPa είναι ένα επικίνδυνο επίπεδο, δηλαδή όταν η αντοχή εφελκυσμού είναι χαμηλότερη από 1000MPa, η ανθεκτική στη φθορά της πλάκας έχει σχετικά καλή αντίσταση στην καθυστερημένη ρωγμή, αλλά όταν η αντοχή του υλικού είναι μεγαλύτερη από 1000MPa, η καθυστερημένη ευαισθησία της ρωγμής είναι υψηλότερη.
Η επίδραση της σύνθεσης κράματος. Διαφορετικά στοιχεία κράματος θα έχουν διαφορετικές επιδράσεις στη συμπεριφορά καθυστερημένης κατάγματος των υλικών. Η μελέτη διαπίστωσε ότι καθώς το περιεχόμενο (MN +0 5SI+S+P) στην πλάκα ανθεκτική στη φθορά αυξάνεται, ο παράγοντας έντασης κρίσιμης τάσης για καθυστερημένη κατάγματος που προκαλείται από υδρογόνο της πλάκας ανθεκτικής σε σειρές 4340. ψηλά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο διαχωρισμός των C, S, P, SI, MN και άλλων στοιχείων σε ανθεκτικές σε φθορά των πλακών υψηλής αντοχής θα προάγει την απορρόφηση του υδρογόνου σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, αυξάνοντας έτσι την επαγόμενη από υδρογόνο καθυστερημένη ευαισθησία κατάγματος του υλικού, καθιστώντας το υλικό πιο ανθεκτικό κάτω από το χαμηλότερο στρες. Το κάταγμα συμβαίνει όταν είναι οριζόντια. Στοιχεία όπως Ti, V, Mo, Ni, NB, κλπ. Μπορούν να βελτιώσουν τους κόκκους, να βελτιώσουν την αντοχή του υλικού και να μειώσουν τον διαχωρισμό. Επιπλέον, τα μικρά ιζήματα που σχηματίζονται ευνοούν για το σχηματισμό παγίδων υδρογόνου, μειώνοντας έτσι την καθυστερημένη ευαισθησία κατάγματος του υλικού. Επιπλέον, μερικές μελέτες έχουν επισημάνει ότι η προσθήκη του στοιχείου AL μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την επαγόμενη από υδρογόνο ευαισθησία πυρόλυσης των ανθεκτικών σε TWIP πλακών που περιέχουν φθορά.
