电镀镉-钛合金具有耐蚀性好、低氢脆及工艺简单等特点，特别适合于航空工业用高强度钢的防护层。目前国内外对于飞机起落架等重要部位高强度钢的耐腐蚀防护均采用电镀镉-钛合金技术，差别在于美国波音公司采用的是氰化镀镉-钛合金，我国采用的是无氰镀镉-钛合金工艺，二者获得的镀层性能技术指标基本一致，均满足MIL-STD-1500（美军标）和AMS2419〔美国宇航材料标准）要求。

　　A100钢是一种韧性非常好的二次硬化型超高强度钢，航空工业中广泛应用于主要承力构件，具有非常好的应用前景。A100钢零件无氰电镀镀镉-钛合金过程中，可能会由于氢的渗入导致金属材料的内部损伤，从而使金属材料在低于材料屈服强度的静应力作用下发生延迟断裂。本文对A100钢零件电镀镉-钛合金的氢脆性能进行研究，以保障无氰电镀镉-钛合金工艺在A100钢零件上的顺利应用。

　　1、实验

　　1.1基体材料 基体材料采用A100钢。

　　1.2电键锡-钦合金工艺 电镀镉-钛合金工艺流程为：镀前检查与表面准备―除油-喷砂-弱浸蚀―电镀镉-钛合金-干燥―除氢-检查。

　　1.3实验方法

　　1）测氢仪法。采用劳伦斯测氢仪进行测试，氢脆试验按HB5067.2分别进行电镀镉-钛合金的氢脆试验。

　　2）氢含量法。氢含量检测按HB5220.50-2008进行，采用脉冲加热-热导法测试基体及镀层中氢的质量分数。

　　3）恒载荷持久拉伸法。按HB5067.1进行，采用缺口圆棒试样电镀镉-钛合金后进行200h持久拉伸试验。试样采用A100钢加工。

　　4）慢拉伸法。通过控制应变的慢拉伸法对无氰电镀镉-钛合金工艺进行评价，通过对抗拉强度、断面面积及拉伸曲线等指标的比较，分析电镀镉-钛合金工艺对A100钢基体渗氢的影响。

　　2、结果与讨论

　　采用劳伦斯测氢仪对无氰镀镉-钛合金工艺进行测试。无氰镀镉-钛合金入值较小，满足规定的技术指标要求，低氢脆性能好。

　　2.1氢含量法检测

　　采用脉冲加热-热导法测定A00钢电镀镉及镉-钛合金试样的氢含量，考察电镀过程中氢的渗人量。从检测结果可以看出，A100钢无氰电镀镉-钛氢工序后，无氰电镀镉-钛合金试样的氢质量分数稍有降低。将电镀镉-钛合金镀层去除后检测基体氢的质量分数发现，基体w（氢）只有0.0001%,说明无氰电镀镉-钛合金试样的氢大部分存在于镀层中，只有极少量渗人到基体内，而除氢工序对于镀层中氢的去除没有明显的作用。这一结果与汤智慧的研究结果⑷基本一致，主要由于电镀镉-钛合金工艺特殊的镀层结构决定。

　　2.2恒载荷持久拉伸法检测

　　恒载荷持久拉伸法是目前国内外评价材料氢脆性的主要方法，国内航空业对髙强度钢电镀工艺的氢脆性评价主要采用此方法。该方法可以简便、准确地评价出高强度钢零件经表面处理后在使用中发生氢脆的可能性，但无法定量测定材料在表面处理过程中渗氢量影响的程度，同时检测周期较长。

　　本研究采用了酸洗、喷砂等不同前处理及后处理方法，对A100钢无氰镀镉-钛合金工艺氢脆性能的影响。从试验结果可以看出，气脆性能均满足要求。通过微观形貌可以明显地看到镀光亮镉材料的氢脆断口，而未经处理的基材及电镀镉-钛合金试样未发现氢脆断口特征。慢拉伸试验结果表明，电镀镉-钛合金工艺对于A100钢基体的渗氢量较小，基本不会产生材料的脆性断裂，而镀光亮镉工艺较显着地向基体内产生渗氢，以致影响材料的力学性能。相差逐渐增大，证明镀光亮镉工艺相比于电锻镉-钛合金工艺渗氢量大得多。较低的拉伸速度可更容易比较不同工艺渗氢程度的大小。

　　3、结论

　　1.A100钢基体氢脆敏感性较低，采用恒载荷持久拉伸方法进行考核，不同工艺参数条件下进行A100钢电镀镉-钛合金，均可以通过氢脆检验。

　　2.对A100钢采用无氰电镀镉-钦合金工艺处理后进行慢拉伸试验，试棒的断裂强度、断口面积、断裂时间基本与未经处理A100钢基材一致，证明无氰电镀镉-钛合金工艺过程对基体渗氢很少，显着低于光亮镀镉工艺。

　　3.慢拉伸方法中的拉伸速率对材料脆性断裂行为具有影响，较小的拉伸速率更有利于材料氢脆性能的判断。

责任编辑：郭静

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