Page 19 - 理化检验-物理分册2025年第二期

刘翠翠，等：表面处理后去氢间隔时间对材料性能的影响

表1 表面处理后去氢和不去氢试样的抗拉强度测试结果 MPa
发黑处理 磷化处理
试样状态
实测值1 实测值2 实测值3 平均值 实测值1 实测值2 实测值3 平均值
去氢间隔1 h 1 160 1 140 1 150 1 150 1 150 1 145 1 145 1 147
去氢间隔2 h 1 150 1 130 1 140 1 140 1 140 1 155 1 145 1 147
去氢间隔3 h 1 130 1 140 1 140 1 137 1 145 1 145 1 145 1 145
去氢间隔4 h 1 135 1 135 1 135 1 135 1 140 1 150 1 145 1 145
去氢间隔5 h 1 140 1 135 1 130 1 135 1 135 1 150 1 140 1 142
不去氢 1 130 1 130 1 135 1 132 1 130 1 130 1 135 1 132

表2 表面处理后去氢和不去氢试样的断后伸长率测试结果 %
发黑处理 磷化处理
试样状态
实测值1 实测值2 实测值3 平均值 实测值1 实测值2 实测值3 平均值
去氢间隔1 h 16.0 15.5 15.5 15.7 16.0 14.5 15.5 15.3
去氢间隔2 h 15.5 14.5 15.0 15.0 14.5 15.0 15.0 14.8
去氢间隔3 h 15.0 14.5 14.5 14.7 14.5 15.0 14.5 14.7
去氢间隔4 h 14.0 15.0 14.5 14.5 15.0 14.5 14.5 14.7
去氢间隔5 h 14.0 14.5 15.0 14.5 15.0 14.5 14.5 14.7
不去氢 14.0 14.0 14.0 14.0 15.0 14.0 14.0 14.3
1 h试样的断后伸长率达到 15%~16%，去氢间隔 理后，随着去氢间隔时间的延长，材料的冲击吸收
2~4 h 试样的断后伸长率为 14%~15%，发黑和 能量均呈先升高后降低的变化趋势；在间隔2 h时，
磷化后不去氢试样的断后伸长率分别为 14.0% 和 试样的冲击吸收能量达到最大，在间隔4，5 h时，试
14.3%。说明在表面处理过程中的酸洗时，氢原子 样的冲击吸收能量与不去氢试样的冲击吸收能量几
进入 42CrMo 合金钢，材料的塑性对氢原子含量的 乎相同；冲击吸收能量最大值和最小值相差不超过
敏感性较低。 10 J。说明在表面处理过程中的酸洗时，氢原子在材
2.3 冲击试验 料内部聚集，存在分布不均现象，不同去氢间隔时间
表面处理后去氢和不去氢试样的冲击吸收能量 会对试样的冲击吸收能量产生一定影响，去氢间隔
如表3所示。由表3可知：经发黑和磷化两种表面处 超过3 h后， 与不去氢效果相近。
表3 表面处理后去氢和不去氢试样的冲击吸收能量 J

发黑处理 磷化处理
试样状态
实测值1 实测值2 实测值3 平均值 实测值1 实测值2 实测值3 平均值
去氢间隔1 h 96 98 95 96 94 92 92 93
去氢间隔2 h 96 102 104 101 106 102 98 102
去氢间隔3 h 98 96 100 98 94 94 96 95
去氢间隔4 h 100 94 88 94 98 92 92 94
去氢间隔5 h 90 94 94 93 90 90 98 93
不去氢 96 94 96 95 94 90 96 93

2.4 断口分析 间隔2 h试样断口的剪切唇较大，放射区较小；发黑
2.4.1 宏观分析 后不去氢试样断口的放射区最大。
发黑后去氢间隔1 h、发黑后去氢间隔2 h和发 2.4.2 微观分析
黑后不去氢试样冲击断口的宏观形貌如图3所示。 发黑后去氢间隔 2 h 和发黑后不去氢试样冲
由图3可知： 发黑处理后去氢间隔1 h和2 h试样的断 击断口的 SEM 形貌如图 4 所示。由图 4 可知：去
口表面平整，均未见明显塑性变形，发黑处理后去氢 氢试样断口的韧窝分布均匀，呈韧性断裂特征；
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