高强度钢电镀镉过程中渗氢机理研究
工程上钢的氢脆问题时有发生,虽然氢脆现象已经引起了各方重视,但是电镀渗氢机理方面研究并不充分,本文在电化学渗氢试验基础上,引入脉冲电镀工艺,研究了不同电镀工艺的镀层微观形貌、晶体取向和晶粒尺寸等微观结构特性,建立了电镀过程镀层生长特性与渗氢行为的关系,从而为优化电镀镉工艺的低氢脆性提供有效的依据.首先,本研究以300M钢为对象,采用双电解池渗氢试验方法,测量了氯化铵镀镉和无氰镀镉-钛两种体系不同电镀工艺参数(阴极侧电流密度、镀液PH值等)的渗氢电流曲线,得到了电镀过程氢扩散行为随电镀工艺参数变化趋势,实验表明阴极电流密度对渗氢行为影响更为显著.其次,应用SEM和XRD技术对双电解池渗氢试验得到的镀层进行测试,分析和观察了电镀参数对镀层微观形貌、晶体取向、晶粒大小等微观结构影响,研究了两种体系电镀过程氢扩散的动力学过程和镀层作用机理.最后,为了验证电化学渗氢技术得到的氢脆性能结果,通过对带有两种电镀工艺镀层的缺口试样进行慢应变速率拉伸试验和拉伸断口扫描电镜试验,进一步分析了氢对带有镀层的缺口试样断口形貌和应力应变特性的影响,发现断裂时间与电化学渗氢量变化趋势基本一致,证明了电化学氢渗透技术测量电镀过程渗氢行为的可行性.通过上述研究可得,镉平均晶粒尺寸大约是镉-钛镀层平均晶粒尺寸的2倍,且镉-钛镀层中钛对氢原子有吸附作用,阴极电流密度对试样晶体取向和晶粒大小影响显著,说明镀层微观结构和元素成分共同影响电镀过程中的渗氢量.本文摸清了电镀镉过程镀层生长特性与渗氢行为的关系,提供了以改变镀层结构为基础,降低材料氢脆敏感性的优化工艺新思路.
- 作者：
- 吴欣欣
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 航空工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 苏景新
- 中图分类号：
- TQ153.17
- 关键词：
- 高强钢；氯化铵镀镉；无氰电镀镉-钛；电化学渗氢；微观结构
- High-strength steel； Cadmium chloride cadmium plating； Cyanide-free electroplating of cadmium-titanium； Electrochemical hydrogenation； Microstructure