Göran Ahlin, Candor Sweden Björn Erik Schaug, Candor Norge Hydrogen sprödhet Göran Ahlin, Candor Sweden Björn Erik Schaug, Candor Norge

Vad menas med hydrogensprödhet? Den fysikaliska process som gör vissa metaller spröda på grund att hydrogen tas upp av materialet. Hydrogensprödhet I ett material kan förorsaka spröda brott långt innan matrialets normala brottgräns.

Mekanism Startas av att väteatomer diffunderar in i materialet I metallmatrisen (korngränserna) finns små inneslutningar (voids) där väteatomerna kan lagras. Vid en viss atomkoncentration bilds vätgasmolekyler, varvid trycket i inneslutningen ökar Trycket kan öka till nivåer där duktilitet och utmattningshållfasthet kraftigt reduceras.

Hydrogen Embrittlement in carbon steel, zinc plated part

Vilka material är känsliga? Stål med brottgräns >1000 MPa eller hårdhet >30HRC (ca 300HV) Titanlegeringar Hårda aluminiumlegeringar

Riskprocesser Ytbehandlingsprocesser där vätgas bildas Svetsning Elförzinkning Förnickling Betning Fosfatering Svetsning Korrosion Katodiskt skydd

Risk för hydrogensprödhet för olika förzinkningsprocesser och förbehandlingar Surzink minst risk, cyanzink störst Kraftig betning - stor risk Anodavfettning – låg risk Katodavfettning – hög risk

Risk för brott för olika nickelprocesser

Utmattningshållfasthet för olika stål Fler faktorer än hydrogensprödhet påverkar ett ståls hållfasthetsegenskaper: Ytstruktur- Ra värde Materialtjocklek Bearbetningsmetoder Arbetstemperatur Användningsmiljön

Ytbeskaffenhetens inverkan på utmattningshållfastheten hos Aluminiumlegeringar Process Typ av restspänning Betydelse Orsak till restspänningar Gjutning alla processer Tryck och drag Stor Stelning, svalning Varmbearbetning smidning valsning extruderin Relativt liten Svalning Kallbearbetning pressning riktning Mycket stor Elastisk-plastisk deformation Skärande bearbetning fräsning svarvning slipning Drag nära ytan Kan vara betydande, Elastisk-plastisk deformation, termisk påverkan

Andra typer av materialfel förorsakade av ytbehandlingsprocessen - exempel Fördröjd blåsbildning i skiktet- kan bero på gasinneslutningar i ytbehandlingsskiktet Blåsbildning i lackskikt – kan bero på fukt i passiveringsskikt Zinksläpp i högströmområden – kan bero på för höga strömtätheter Spröda metallskikt – kan bero på föroreningar I baden

Värmebehandling Före metallbeläggning Stål med brottgräns >1000 kp/mm2 som slipats eller maskinbearbetats bör avspänningsbehandlas i 30-60 min 170-210 OC

Värmebehandling efter metallbeläggning Tiden för värmebehandling anpassas efter godstjocklek och stålets brottgräns Stålets brottgräns MPa Detaljens godstjocklek mm Värmebehandling vid 190-210oC timmar 1000-1150 <12 Min 2 12-25 Min 4 >25 Min 8 1150-1400 Min 12 25-40 Min 24 >40 utprovas

Att tänka på Ta alltid in materialspecifikationer från kund/konstruktion Undvik hydrogenbildande operationer för kritiska material Värmebehandla både före och efter om hårda material varmbearbetas Ytbehandla på så släta ytor som möjliga på kritisika material