Độ giòn hydro là gì? Những loại nàobu lôngdễ bị giòn do hydro? Làm thế nào để ngăn ngừa hiện tượng giòn hydro? Dưới đây chúng tôi sẽ giải thích chi tiết hơn về hiện tượng giòn hydro của bu lông.
Với công nghệ sản xuất hiện tại và trình độ kỹ thuật vật liệu cơ bản, bu lông được sản xuất theo quy trình thông thường không dễ bị gãy giòn. Tuy nhiên, hiện tượng giòn do hydro chủ yếu xảy ra sau khi bu lông trải qua quá trình xử lý bề mặt như mạ điện hoặc mạ niken hoặc khi hydro được đưa vào trong quá trình xử lý nhiệt. Vì vậy, chủ đề này tập trung vào cách ngăn ngừa hiện tượng giòn do hydro sau khi bu lông được xử lý bề mặt và xử lý nhiệt.
Độ giòn hydro đề cập đến hiện tượng vật liệu kim loại bị giảm độ dẻo dai do hàm lượng hydro bên trong quá mức dưới tác động kết hợp của hydro và ứng suất, sau đó dẫn đến gãy giòn đột ngột ở đầu bu lông, ren và các bộ phận khác. Loại gãy xương này xảy ra đột ngột và không thể đoán trước, khiến nó trở thành mối nguy hiểm nghiêm trọng về chất lượng và an toàn. Sự xuất hiện của hiện tượng giòn hydro chủ yếu liên quan đến các hoạt động không đúng trong quá trình mạ điện bề mặt, tẩy rửa hoặc làm nguội và các quá trình xử lý ứng suất bên ngoài khác, khiến hydro xâm nhập vào ma trận kim loại.
Vậy loại bu lông nào dễ bị giòn do hydro sau khi xử lý bề mặt? Không còn nghi ngờ gì nữa, đó làbu lông có độ bền-cao. Bu lông cường độ-cao thường đề cập đến những loại bu lông có cấp độ bền từ 8,8 trở lên, trong khi cấp 10,9 và 12,9 được phân loại là bu lông cường độ-cao{6}}cực kỳ hiệu quả. Do đặc tính cường độ-cao của vật liệu nên những bu lông này cực kỳ nhạy cảm với hydro. Nếu hydro được đưa vào trong quá trình xử lý bề mặt và không được loại bỏ kịp thời thì hiện tượng giòn hydro rất có thể xảy ra. Bu lông có độ bền cao{11}}được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô và điều kiện hoạt động của bu lông trong ô tô tương đối khắc nghiệt-chúng hoạt động trong điều kiện tải trọng cao-dài hạn hoặc tiếp xúc với môi trường{15}không khí mở. Đối với các bu lông có độ bền cao đã qua xử lý bề mặt, khi điều kiện môi trường thay đổi, nguy cơ gãy do giòn do hydro sẽ tăng thêm.
Vậy thì, chúng ta nên làm thế nào để ngăn chặn hiện tượng giòn do hydro? Phương pháp tối ưu là tránh áp dụng các phương pháp xử lý bề mặt tạo ra hydro-chẳng hạn như mạ kẽm cho bu lông, miễn là thiết kế cho phép điều đó. Tất nhiên, đây chỉ là gợi ý lý tưởng hóa, khó thực hiện trong hầu hết các điều kiện làm việc. Vì vậy cần phải áp dụng các biện pháp hữu hiệu khác. Nếu hiện tượng giòn do hydro gây ra do quá trình xử lý bề mặt của bu lông có độ bền-cao thì cần phải điều tra xem liệu có các vấn đề như thời gian tẩy quá lâu hay thông số quy trình mạ điện không phù hợp trong quy trình xử lý bề mặt để giảm sự xâm nhập của hydro từ nguồn hay không. Ngoài ra, sau khi hoàn thành xử lý bề mặt, phải thêm quy trình ủ loại bỏ hydro. Đặt tấm mạ lên caobu lông sức mạnhtrong lò nung có nhiệt độ không đổi và giữ chúng ở nhiệt độ 190–230 độ trong 2–4 giờ. Việc gia nhiệt thúc đẩy sự thoát hydro khỏi nền kim loại, đây là phương pháp cốt lõi để loại bỏ hiện tượng giòn hydro.
Nếu hiện tượng giòn hydro là do quá trình xử lý nhiệt thì cần phải điều chỉnh các thông số của quá trình xử lý nhiệt. Tuy nhiên, cần làm rõ rằng nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng giòn hydro do xử lý nhiệt không phải là nhiệt độ quá cao mà là việc đưa hydro quá mức vào thông qua các quá trình như phương tiện tẩy rửa và làm nguội trong quá trình xử lý nhiệt. Do đó, cần phải tối ưu hóa quy trình ngâm và chọn phương tiện làm nguội-có hàm lượng hydro thấp để giảm về cơ bản sự xâm nhập của hydro.
Sau khi các bu lông đã hoàn thành tất cả các quy trình cần thiết, việc kiểm tra độ giòn hydro là rất quan trọng. Vết nứt do hydro gây ra xảy ra đột ngột và phương pháp phát hiện việc dùng búa kim loại đập vào đầu bu lông là không khoa học và dễ bị đánh giá sai. Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn hóa là thử nghiệm gãy xương trì hoãn. Trích xuất một tỷ lệ mẫu nhất định, áp dụng tải kéo xác định và giữ nó trong một khoảng thời gian. Nếu mẫu không bị gãy thì xác định được nguy cơ giòn hydro của lô bu lông này có thể kiểm soát được và có thể đưa vào sử dụng.
