Page 17 - 理化检验-物理分册2025年第二期

2

试验与研究 DOI:10.11973/lhjy-wl240306

表面处理后去氢间隔时间对材料性能的影响

刘翠翠，李要锋，王延涛，熊明华，张 垒，邵明艳，张明英，李金凤，赵胜楠，赵 柯
（河南平芝高压开关有限公司，平顶山 467013）

摘 要：对高压电器产品中常用的42CrMo合金钢进行发黑和磷化表面处理，采用金相检验、拉
伸试验、冲击试验、硬度测试、断口分析、氢元素质量分数测试等方法，分析了不同去氢间隔时间对
材料性能的影响。结果表明：经发黑和磷化表面处理后，随着去氢间隔时间的延长，材料的显微组
织均为回火索氏体，材料的抗拉强度和断后伸长率均呈下降趋势，冲击吸收能量均呈先升高后降低
的趋势，硬度变化较小，氢元素质量分数均逐渐增加；经发黑和磷化表面处理后，在2 h内对材料进
行去氢处理，去氢效果最佳。
关键词： 42CrMo合金钢；氢脆；发黑；磷化；去氢间隔时间；力学性能；显微组织
中图分类号：TB31；TG142；TG178 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2025)02-0001-05

The influence of dehydrogenation interval time after surface treatment on
material properties

LIU Cuicui, LI Yaofeng, WANG Yantao, XIONG Minghua, ZHANG Lei, SHAO Mingyan, ZHANG Mingying, LI Jinfeng,
ZHAO Shengnan, ZHAO Ke
(Henan Pingzhi High Voltage Switch Co., Ltd., Pingdingshan 467013, China)

Abstract: To conduct blackening and phosphating surface treatment on 42CrMo alloy steel commonly used
in high-voltage electrical products, methods such as metallographic examination, tensile testing, impact testing,
hardness testing, fracture analysis, and mass fraction of hydrogen element testing were used to analyze the effect of
different dehydrogenation interval time on material properties. The results show that after blackening and phosphating
surface treatment, with the extension of the dehydrogenation interval time, the microstructure of the material was
tempered martensite, the tensile strength and elongation at break of the material showed a decreasing trend, the impact
absorption energy first increased and then decreased, the hardness change was small, the mass fraction of hydrogen
element gradually increased. After blackening and phosphating surface treatment, the material was subjected to
dehydrogenation treatment within 2 hours, and the dehydrogenation effect was the best.
Keywords: 42CrMo alloy steel; hydrogen embrittlement; blackening; phosphating; dehydrogenation interval
time; mechanical property; microstructure

高压电器产品运行的可靠性对电网的供电稳定 部塑性理论和氢压理论等。目前，广泛认为氢脆是
[1]
性至关重要，其零部件的氢脆断裂 现象具有无征 应力、应变和氢扩散浓度共同作用的结果，在原材料
兆性、延时破坏性、无预判性等特点 ，对工程产品 的加工冶炼过程和零件的制造过程(如电镀、磷化、
[2]
的危害极大。 发黑、焊接等)中，氢原子进入材料内部，在内部残
关于氢脆机制的研究较多 [3-4] ，包括氢致弱键理 余应力和外部施加应力的作用下，氢原子向组织中
论、吸附诱导位错发射机制、氢化物理论、氢增强局 的微孔、位错或相界处扩散富集 [5-7] ，当材料中的氢
达到一定含量时，内部裂纹会迅速扩展，最终导致材
收稿日期：2024-10-21
料发生氢脆断裂。
基金项目：平高集团科技项目（PGKJ2023-342） 进入金属材料中的氢分为可逆氢和不可逆氢。
作者简介：刘翠翠（1989—）， 女， 硕士，工程师， 主要从事气体
可逆氢是指进入金属中的氢原子富集在晶格缺陷处

绝缘金属封闭开关设备的材料分析及工艺研究工作，liuccat0530@
[8-9]
163.com （如空位、位错、相界、夹杂等） 。氢原子的半径和
1