专利名称：一种金属试样电化学法渗氢的实验方法
技术领域：
本发明涉及的是一种对金属进行电化学渗氢的方法，特别是对大型铸锻件金属材料的电化学渗氢，属于金属材料、电化学领域。
背景技术：
近年来，我国的大型铸锻件制造水平快速提高，国内重型制造企业已经具有世界一流的加工设备和制造能力。大型铸锻关键零部件常处于高温、高压等工作状态，质量直接影响到成套装备的整体水平和运行可靠性。白点是大型铸锻件性能的重要影响因素，一般认为钢中的氢和应力的存在是促使锻件形成白点的主要原因，当钢中的氢达到某一含量时，钢的塑性显著降低，促使氢脆性充分表现出来。当氢含量超过2cm7l00g(ppm)时，大型铸锻件的塑性就几乎完全消失。一般的冶炼、铸锭方法生产的铸锻件，氢含量远远超过这个限度。在铸锻件冷却过程中，先转变部分的氢有些为偏析区未转变的奥氏体所溶解，增高了偏析区的氢含量。偏析区的奥氏体随温度降低而分解，此时析出的氢原子变成氢分子，产生强大压力，这种压力不能为钢的塑性所松弛时，便使钢局部出现脆性和硬化，加上铸锻件冷却时产生的内应力若足以使材料破坏时，在这铸锻件内部-偏析区富集氢的位置便产生微裂纹，并由此发展长大，当裂纹长大到贫氢区域后，应力为钢的塑性所松弛，裂纹就停止长大，形成白点。确定产生白点的临界氢含量以及扩氢至铸锻件不产生白点的工艺方法对提高铸锻件性能具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用电化学方法对金属试样进行渗氢的方法，经过分析获取产生大型铸锻件白点的临界氢含量，进而优化热处理扩氢工艺，克服目前大型铸锻件的氢脆缺陷。本发明技术方案是
将PS-12型恒电位/恒电流仪与电解槽上铜导线相连，将金属试样置于电解槽的阴极，钼片为阳极，利用电解过程的阴极效应使氢进入金属内部。试验所用电解液为 lNH2S04+0. 25gNaAS02，渗氢过程中渗氢效果与温度、渗氢电流密度、渗氢时间以及试样材质有关。本发明的最佳渗氢电流为50mA，渗氢时间为150h，渗氢温度为室温。渗氢后，将试样洗净置于扩散氢分析仪中测量试样中的氢浓度，为减少试样中的氢溢出，试样在测试氢浓度前必须置于液氮中保存。
具体实施例方式结合本发明方法的内容提供以下三个实施例 实施例1
YB70 (Cr5)钢电解渗氢
将切好的尺寸为30X15X5的TO70钢试样经1000#砂纸打磨，用丙酮和去离子水清洗后置于电解槽的阴极，钼片为阳极，电解液为lNH2S04+0. 25gNaAS02，接通电位仪电源设置渗氢电流为40mA，渗氢时间为100h，实验在室温下进行，渗氢结束后将试样洗净置于扩散氢分析仪中测试氢含量，得到试样中的氢浓度为5. 4ppm。实施例2 34CrNi3Mo钢电解渗氢
将尺寸为30 X 15 X 5的34CrNi3Mo钢试样经过1000#砂纸打磨并用丙酮和去离子水清洗后，置于电解槽阴极，钼片为阳极，电解液为lNH2S04+0. 25gNaAS02，接通电位仪，设置渗氢电流为50mA，充氢时间150h，室温下进行渗氢实验，渗氢结束后将试样洗净置于扩散氢分析仪中测试氢含量，得到试样的扩散氢浓度为6. 3ppm。实施例3 30Cr2Ni4MoV钢电解渗氢
将!MCr2Ni4MoV钢切成尺寸为30X 15X5的试样，试样经过1000#砂纸打磨并用丙酮和去离子水清洗，然后将试样置于电解槽阴极，钼片为阳极，电解液为 lNH2S04+0. 25gNaAS02，接通电位仪，设置渗氢电流为30mA，充氢时间200h，室温下渗氢，渗氢结束后将试样洗净置于扩散氢分析仪中测试氢含量，经测试得到试样的扩散氢浓度为5. 8 ppm0
权利要求
1.一种金属试样电化学渗氢的实验方法，利用PS-12型恒电位/恒电流仪连接电解槽进行电化学渗氢，将试样置于电解槽的阴极，钼片为阳极，电解液为lNH2S04+0. 25gNaAS02, 充氢过程中充氢效果与温度、充氢电流密度、充氢时间以及试样材质有关；本发明的最佳充氢电流为50mA，充氢时间为150h，充氢温度为室温；充氢后，将试样洗净置于扩散氢分析仪中测扩氢浓度，为减少试样中的氢溢出，其他试样必须置于液氮中保存。
2.如权利要求1所述的金属试样渗氢方法，其特征在于，采用电化学的方法对金属渗氢。
3.如权利要求1所述的金属试样的渗氢方法，其特征在于，电解液为 lNH2S04+0. 25gNaAS02，最佳充氢电流为50mA，充氢时间为150h，充氢温度为室温。
全文摘要
一种对金属试样利用电化学法进行电解渗氢的实验方法，利用PS-12型恒电位/恒电流仪连接电解槽进行电化学渗氢，试样置于电解槽的阴极，铂片为阳极，电解液为1NH2SO4+0.25gNaASO2，充氢过程中充氢效果与温度、充氢电流密度、充氢时间以及试样材质有关。本发明的最佳充氢电流为50mA，充氢时间为150h，充氢温度为室温。充氢后，将试样洗净置于扩散氢分析仪中测扩氢浓度，为减少试样中的氢溢出，其他试样必须置于液氮中保存。采用本发明方法得到金属试样的扩散氢浓度最高可达6.3ppm。
文档编号C23C8/08GK102560328SQ201010575189
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者李永兵, 王健, 金嘉瑜, 陈蕴博 申请人:山东科技大学, 机械科学研究总院先进制造技术研究中心, 第一重型机械集团公司