让人放心的紧固件

可怕的氢脆可能导致高强度钢螺栓在没有任何征兆的情况下开裂。幸运的是,我们可以通过科学研究、改进标准和知识教育来解决这个问题。

在紧固件领域中,没有什么比氢脆以及关键紧固件的失效隐患更令人不安。虽然不算常见,但氢脆导致的材料失效却是防不胜防,后果可能不堪设想。若是发生在飞行中的飞机或是核电站上,后果可想而知。

更有甚者,正如加拿大氢脆研究领域权威Salim Brahimi所说:「许多『专家』的观点都是毫无根据的,要么是谬误,要么具有误导性,这些观点不是从事实出发,而是利用了人们对这个问题的恐慌。」

他表示,围绕氢脆的争论表明人们对这种现象缺乏真正的了解,而且标准混乱不一。

发生氢脆的形式有很多种,但往往涉及拉伸应力以及氢对金属的渗透。高强度钢与低合金钢、镍与钛合金,都容易受到氢脆机制的影响。

就高强度钢紧固件而言,氢原子渗透金属晶格,在应力集中之处累积。当氢和应力的局部集中达到足够高的程度,金属就会丧失延展性而变脆开裂,最终失效。

氢渗入金属有许多途径,比如在炼钢、零件加工和电镀过程中,金属受腐蚀后也会发生这种问题。Brahimi强调,氢脆是一个导致失效的过程,根本原因不外乎两种:生产不善或者设计不善。

过去25年里,Brahimi一直在寻找有效的解决办法;他不仅与多家公认标准组织合作,还开设自己的公司IBECA Technologies,并在加拿大蒙特利尔麦吉尔大学(McGill University)开展学术研究,目前他正攻读该校的紧固件氢脆专业博士学位。

Brahimi认为,防止氢脆失效最有效的办法,就是在得到良好控制的工序中生产紧固件,而不是依赖于成本高昂、「感觉不错」但实际上无甚作用的零件烘烤技术。「所推崇的观念是,业界应该善用资源,通过良好的生产实践,实现针对性的预防。对于确实有需要的零件,比如PC 12.9紧固件,则应基于测试数据,进行足够长时间的烘烤。」

BRAHIMI还表示,根据科学研究所证明的事实严格制定标准和生产实践,有助于进一步降低氢脆失效的风险。同样重要的还有知识教育。

当被问到终端用户采购紧固件应考虑哪些因素时,他说:「不要只在意紧固件的单价。打听清楚质量方面的问题,以及厂商始终如一生产优质零件的能力,这才是高明的采购。」

 

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