眾所周知,在耐磨板的氧化鐵皮下面有化學(xué)元素的富集,但卻沒有有關(guān)這種現(xiàn)象對延遲斷裂特性影響的研究。因此,關(guān)于氧化鐵皮下面富集的Ni,是采用實(shí)際產(chǎn)品熱處理后粘有氧化鐵皮的耐磨板進(jìn)行延遲斷裂特性評價(jià),而不是采用以往的切削加工成品試樣進(jìn)行評價(jià)。
日本對熱處理過的1500MPa級耐磨板施加抗拉強(qiáng)度為80%的應(yīng)力后,在50℃×20%的硫氰酸氨溶液中進(jìn)行延遲斷裂試驗(yàn)(FIP試驗(yàn)法)時(shí)Ni對延遲斷裂時(shí)間的影響進(jìn)行了研究。隨著Ni的增加,斷裂時(shí)間會(huì)大大延長,當(dāng)Ni增加到0.77mass%以上時(shí),在100h時(shí)沒有發(fā)生斷裂。
另一方面,對表面研磨后的耐磨板進(jìn)行了相同試驗(yàn),結(jié)果表明雖然斷裂時(shí)間比熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)減小,但同樣能看到添加Ni的作用。但是,從無Ni添加耐磨板來看,其斷裂時(shí)間與熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)相同??梢哉J(rèn)為這種延遲斷裂特性的差異與滲入氫的差異有關(guān)。
因此,將熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)和耐磨板材質(zhì)放在與延遲斷裂試驗(yàn)相同的環(huán)境下浸漬5h后,采用升溫式分析法對擴(kuò)散氫(這里是指在常溫附近在零部件中擴(kuò)散的氫。在這里,采用升溫式分析法的分析表明,擴(kuò)散氫是在低于300℃左右的低溫下析出的氫)進(jìn)行了測定。從熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)來看,隨著Ni添加量的增加,擴(kuò)散氫會(huì)急劇減少,而從耐磨板材質(zhì)來看,擴(kuò)散氫卻比熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)增加了,但在研磨后能看到隨著Ni的增加,擴(kuò)散氫呈減少的趨勢。
采用EPMA對0.77Ni鋼熱處理狀態(tài)下的材質(zhì)表面附近進(jìn)行了調(diào)查,在氧化鐵皮和鐵素體的邊界能看到Ni的富集層。如果對Ni添加鋼的表面進(jìn)行研磨,可以清除氧化鐵皮和Ni的富集層,這表明研磨有助于抑制氫的滲入,因此無論從哪方面來看,都有必要進(jìn)行研磨。在這里,雖然無Ni添加鋼只有氧化鐵皮,沒有Ni富集層,但由于擴(kuò)散氫的量在研磨前后沒有變化,因此氧化鐵皮不會(huì)對氫的滲入產(chǎn)生影響。由此可以說,在Ni添加鋼的熱處理表面,影響氫滲入的是Ni富集層。
通過高溫軋制來擴(kuò)大Ni富集層,可以抑制氫滲入,提高延遲斷裂特性。