Låg vätgasglödgning

Låg väteglödgning , allmänt känd som "bakning" är en värmebehandling inom metallurgi för att reducera eller eliminera väte i ett material för att förhindra väteförsprödning . Väteförsprödning är väte-inducerad sprickbildning av metaller, särskilt stål, vilket resulterar i försämrade mekaniska egenskaper såsom plasticitet, duktilitet och brottseghet vid låg temperatur. Låg väteglödgning kallas en försprödningsprocess. Glödgning med låg vätehalt är en effektiv metod jämfört med alternativ som att galvanisera materialet med zink för att ge en barriär för väteinträngning som resulterar i beläggningsdefekter.

Den underliggande mekanismen för väteförsprödning är annorlunda för ytan jämfört med väte som penetrerats i huvuddelen av det fasta ämnet. Studier har visat att glödgning vid 200°C försvagar väteförsprödning orsakad av inre väte men har liten effekt på ytabsorberat väte. Vid 200°C kan väteatomer diffundera ut ur järn och delvis rostfritt stål och är den lägsta temperatur som behövs för processen. Den exakta mekanismen eller dess effekter är inte helt klarlagda eftersom det också antas att 200°C tillåter eliminering av vakans i det fasta ämnet, vilket också kan påverka dess mekaniska egenskaper.

Metodbeskrivning

Materialet förvaras i en vätgasglödgningsugn under flera timmar vid temperaturer mellan 200 °C och 300 °C. De inneslutna väteatomerna , kända för väteförsprödning, avlägsnas genom effusion . Metoden används huvudsakligen direkt efter svetsning, beläggningsprocess eller galvanisering av delarna.

Effekt på mekaniska egenskaper

Zhou et al. visa jämförelsen av spännings-töjningskurvor för det oglödgade X80-rörledningsstålet och prover som glödgades vid 200°C under 12 timmar. Spännings-töjningskurvan förändras avsevärt. Utbytesfenomenen uppträdde i spännings-töjningskurvan efter glödgning. Detta kan förklaras som följande. Vid 200°C har kolatomer tillräcklig energi för att diffundera in i de interstitiella platserna för dislokationer som bildar Cottrell-atmosfär. Detta fäster dislokationer på plats och minskar tätheten av rörliga dislokationer. I icke glödgade prover aktiveras den stora tätheten av rörliga dislokationer och utbyte uppstår inte eftersom ingen drastisk förändring av dislokationsdensiteten äger rum. Sträckgränsen ökade med cirka 10 % och töjningen minskade med cirka 20 %. Slutligen, baserat på testmiljöerna, kan man dra slutsatsen att glödgning vid 200°C minskar intern väteförsprödning men är ineffektiv för väteförsprödningskänslighet orsakad av ytabsorberat väte.

Effekt på gallret

Typen av gitterdefekter är relaterade till aktiveringsenergin för frisättning av det fångade vätet. Väteatomer kan fly från defekter och flytta in i gittermellanrum. Diffusion mellan sådana typer av platser kan nå en dynamisk jämvikt.

Se även