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重慶義揚(yáng)機(jī)電設(shè)備有限公司李志義總工參加了2025年5月9日在重慶君豪大飯店舉辦的“FA2025鍛造行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)·重慶站”（簡(jiǎn)稱FA重慶鍛造創(chuàng)新大會(huì)）。大會(huì)立足于推動(dòng)鍛造行業(yè)進(jìn)步，本著“創(chuàng)新發(fā)展，供需互聯(lián)”的核心宗旨，由中國(guó)鍛造進(jìn)出口聯(lián)盟，北京立基文化傳播有限責(zé)任公司共同主辦。旨在對(duì)鍛造行業(yè)的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行全方位、深入的探討與交流，共同探討前沿技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

重慶義揚(yáng)機(jī)電設(shè)備有限公司李志義總工在會(huì)上做了專題報(bào)告《大型鍛件白點(diǎn)的形成、預(yù)防與愈合》，獲得大會(huì)代表們的一致好評(píng)。《大型鍛件白點(diǎn)的形成、預(yù)防與愈合》主要分析講解了白點(diǎn)的形成原因、氫塑與氫脆、預(yù)防措施、愈合（焊合）方法。

1  白點(diǎn)的形成原因

白點(diǎn)形成的**機(jī)理：H+H。美國(guó)學(xué)者認(rèn)為H+H的結(jié)果使局部形成10⁷大氣壓，中國(guó)學(xué)者研究為10⁴大氣壓^[1-4]。

白點(diǎn)形成的第二機(jī)理：H+S。俄羅斯學(xué)者發(fā)現(xiàn)白點(diǎn)地方存在硫化物，由于S原子量為12，估計(jì)局部形成的壓力更大。

因此我們廠引進(jìn)俄羅斯天然氣制氮設(shè)備時(shí)特別強(qiáng)調(diào)含硫量要控制在0.5mg/m³以下。

2  氫塑、氫脆

氫進(jìn)入金屬中有二大性能，氫塑和氫脆；

氫塑是指在一定的條件下，氫進(jìn)入金屬使塑性提高脆性下降稱氫塑。氫脆是指在一定的條件下，氫進(jìn)入金屬使脆性提高塑性下降稱氫脆。

低溫氫塑是蘇聯(lián)人65年發(fā)現(xiàn)，他們?cè)谘芯恳簹涫褂糜诳臻g運(yùn)載火箭燃料和原子能核裂變冷卻液的前期工程中研究在-200℃以下時(shí)，載氫體金屬材料出現(xiàn)氫塑現(xiàn)象。

高溫氫塑于70年美國(guó)人研究Ti合金時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)表在雜志上。實(shí)際上蘇聯(lián)人早幾年前研究Ti合金用于超音速3倍以上的飛機(jī)上，已用于實(shí)踐，只因軍事秘密沒(méi)有對(duì)外公布而已……。

在常溫下金屬中的氫只表現(xiàn)為氫脆現(xiàn)象。

2.1  氫塑

2.1.1 Ti合金的氫塑性。

熱強(qiáng)性的鈦合金變形，半成品的工藝流程是：制取中間坯料→清除氧化皮→滲氫退火→熱壓力加工→消除氧化皮→真空退火去氫→熱處理。

原因：高強(qiáng)度Ti合金中，有AI是TiAI₃化合物強(qiáng)化，當(dāng)溫度低于溶解度時(shí)，a相對(duì)其塑性很差，難以成型。AI能穩(wěn)定H₂而H能促進(jìn)β相穩(wěn)定。a+β/β相變溫度低，顯著地?cái)U(kuò)大a+β區(qū)溫度范圍，使塑性增加。

2.1.2氫進(jìn)入鋼中，我們?cè)?0鋼做的常溫三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度б_bb表示，б_bb未滲氫＞б_bb滲氫，氫脆的敏感性我們用三點(diǎn)彎曲格強(qiáng)度б_bb來(lái)表征。

有間淳一^[5] 用HT50鋼做試驗(yàn)，若在-196℃以下，無(wú)氫脆敏感性，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度б_bb增加。

這樣就有可能作出以下曲線：

未滲氫的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度：試驗(yàn)溫度在0℃以下隨溫度升高б_bb升高。

已一定量的飽和滲氫，隨溫度下降б_bb升高，

當(dāng)固定飽和滲氫量時(shí)：（1）當(dāng)溫度＞To臨界溫度    氫脆

            （2）當(dāng)溫度＜To臨界溫度    氫塑

本人認(rèn)為研究To的影響是很有意義的，而且每種鋼的To溫度是不同，一般講氫塑是可逆性的氫塑。

2.2  氫脆

氫脆分可逆性氫脆和不可逆性氫脆。一般金屬滲氫后發(fā)生氫脆，通過(guò)去氫，性能完全恢復(fù)者稱可逆性氫脆。反之為不可逆氫脆。J.Weber博士^[12]稱可逆性氫損傷，我們認(rèn)為，這于我們國(guó)內(nèi)的習(xí)慣不同，損傷者已受損是不能完全恢復(fù)原樣的，我們認(rèn)為氫損傷是指不可逆氫脆，氫損傷即不可逆氫脆。

2.2.1可逆氫脆

形成可逆H₂

 ①可逆性非金屬氫化物；

②可逆性金屬氫化物。

形成可逆性的氫化物。

形成彈性位移而沒(méi)有發(fā)生永久變形。

2.2.2不可逆氫脆（氫損傷）

氫致相變：①某些奧氏體型鋼出現(xiàn)氫致A—M，如18～8型鋼而25～20型不發(fā)生A→M；②高強(qiáng)度鋼殘A→M。

氫致形變：氫的偏聚產(chǎn)生壓力使周?chē)Я；贫a(chǎn)生永久變形。

不可逆氫化物：①形成不可逆移定金屬氫化物：T₁H₂、T_iH₄ ；②形成不可逆穩(wěn)定的非金屬氫化物CH₄、H₂O 。

氫致裂紋、空穴、白點(diǎn)、氣泡、魚(yú)眼（sish-eyes）

延遲斷裂：一般發(fā)生在一定的溫度范圍內(nèi)，約為-100℃至100℃之間。

延遲斷裂分二種：①先有氫后有應(yīng)力；（2）先有應(yīng)力后有氫

本人所在槍廠有氫參加下的多沖疲勞延遲斷裂，分析起來(lái)就更復(fù)雜了。

3  預(yù)防

目前在進(jìn)氫和進(jìn)硫問(wèn)題上：國(guó)內(nèi)各鋼廠采取很多措施降低氫和硫的含量：

在鍛造加熱過(guò)程中環(huán)境效應(yīng)應(yīng)引起重視。例如:采用天然氣加熱時(shí)，天然氣的凈化非常重要，凈化后的天然氣能使氫、硫含量大大下降。

對(duì)熱處理氣體（請(qǐng)注意環(huán)境效應(yīng)^[8]）環(huán)境效應(yīng)中的滲氫時(shí)可能部分進(jìn)入后能出來(lái)，對(duì)滲硫、滲氧、滲汞、滲砷、硫氫共滲是出不來(lái)的，應(yīng)盡可能避免和減少，滲硫的機(jī)理→H2S→與氧作用→SO?與Mn作用→MnS，我們要求滲碳標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到：露點(diǎn)<-60℃、CO₂<0.5mg/m³、有機(jī)硫<3mg/m³、無(wú)機(jī)硫<1mg/m³、石油<2mg/m³、汞<1mg/m³ 、砷<1mg/m³。（使用我們的發(fā)明專利能使天然氣節(jié)能15%左右、丙烷氣節(jié)能20%左右，北航研究院于2014年應(yīng)用）。

4  愈合（俄語(yǔ)翻譯為焊合）

以楊鐘勝和徐躍明為首的專家、學(xué)者，制定的重載齒輪滲碳熱處理技術(shù)要求JB/T13027-2017,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：JB/T13027-2017于2017.01.20發(fā)布，2017年07-01實(shí)施。

    首先感謝以楊鐘勝和徐躍明為首的專家、學(xué)者，經(jīng)過(guò)艱辛、努力、制定的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)性的，對(duì)我國(guó)的重載齒輪步入國(guó)際范疇很有意義。

    其中有好多重載鋼種是德國(guó)弗蘭德、采埃孚的發(fā)明和前蘇聯(lián)坦克齒輪用鋼，世界各國(guó)均在采用......，現(xiàn)所提出含氧量20PPM,含氫量2PPM，這是一個(gè)可喜的要求，問(wèn)題是冶煉出來(lái)的鋼要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，取決于生產(chǎn)中的環(huán)境效應(yīng)^[8]在交貨后能否達(dá)到，在整個(gè)滲碳過(guò)程中必然要滲氫和內(nèi)氧化。盡管氫含量控制較低，大件總體氫含量較大，而氫在鋼中因各種原因而偏聚，使局部氫大增。

4.1JB/T13027-2017重載齒輪滲碳熱處理技術(shù)要求是對(duì)可靠高要求的重載齒輪（標(biāo)準(zhǔn)），需保證材料的純凈度，應(yīng)采用真空二次精煉或電渣重熔的方法冶煉鋼材，鋼材的含氧量應(yīng)控制在≤0.0020%（20ppm），含氫量應(yīng)控制在≤0.0002%（2ppm）。4.2由鋼錠直接鍛成的大型重載齒輪鍛坯，尤其是高Cr、Ni、Mo合金鋼制作的鋼坯，應(yīng)進(jìn)行以消除白點(diǎn)和氫脆為目的的去氫退火^[9]、等溫退火或正火處理，一般采用950℃，若溫度低效果差（特別對(duì)白點(diǎn)引起微裂紋的焊合）。

等溫退火或正火：改善魏氏組織，原始晶粒均勻，應(yīng)力狀態(tài)，帶狀偏析，合金元素偏析，致密度均勻性，夾雜物形態(tài)；由條狀變?yōu)閿噫湙E園狀，氫含量下降，夾雜引起的裂紋，對(duì)鍛造引起的組織損傷或裂紋有愈合作用（俄文1975年報(bào)道為焊合；合金元素多焊合時(shí)間增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)學(xué)者肖亞航等2005年報(bào)道）*終可獲得良好的切削性，且畸度小，性能提高（零件長(zhǎng)期服役下的尺寸穩(wěn)定性提高）。這種狀態(tài)下的材料使以后從事表面處理過(guò)程中的氫脆和應(yīng)力腐蝕斷裂現(xiàn)象均有減緩作用。從動(dòng)錐齒畸變的研究，再次驗(yàn)證上述觀點(diǎn)：原材料存在明顯的成分偏析和致密度不均，致使齒輪淬火壓淬過(guò)程中零件內(nèi)部同一層面組織轉(zhuǎn)變不一致，產(chǎn)生了附加應(yīng)力該內(nèi)應(yīng)力促使端出現(xiàn)了異常畸度。由于：GB/T1979標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)偏析框大小和形狀沒(méi)有規(guī)定，建議用戶采購(gòu)齒輪鋼時(shí)多關(guān)注鋼的低倍鋼的低倍組織并加強(qiáng)鋼材進(jìn)廠檢驗(yàn)^[10]。

【FA重慶鍛造創(chuàng)新大會(huì)·基本信息】

會(huì)議報(bào)到：2025年5月8日（13:00-18:00）

會(huì)議召開(kāi)：2025年5月9日（9:00-17:00）

會(huì)議地點(diǎn)：重慶君豪大飯店

會(huì)議主題：創(chuàng)新發(fā)展，供需互聯(lián)

會(huì)議主辦：中國(guó)鍛造進(jìn)出口聯(lián)盟，北京立基文化傳播有限責(zé)任公司

會(huì)議承辦：北京立基文化傳播有限責(zé)任公司

參會(huì)人員：鍛件、模具、熱處理、設(shè)備、自動(dòng)、CAD/CAM、檢測(cè)及儀器儀表、輔助設(shè)備、防護(hù)用品、咨詢服務(wù)等企事業(yè)單位、科研院校的管理、技術(shù)、工藝、設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量、質(zhì)檢、銷售、項(xiàng)目等部門(mén)的專業(yè)人員300余人。