電鍍鎘-鈦合金具有耐蝕性好、低氫脆及工藝簡單等特點，特別適合于航空工業用高強度鋼的防護層。目前國內外對于飛機起落架等重要部位高強度鋼的耐腐蝕防護均采用電鍍鎘-鈦合金技術，差別在于美國波音公司采用的是氰化鍍鎘-鈦合金，我國采用的是無氰鍍鎘-鈦合金工藝，二者獲得的鍍層性能技術指標基本一致，均滿足MIL-STD-1500（美軍標）和AMS2419〔美國宇航材料標準）要求。

　　A100鋼是一種韌性非常好的二次硬化型超高強度鋼，航空工業中廣泛應用于主要承力構件，具有非常好的應用前景。A100鋼零件無氰電鍍鍍鎘-鈦合金過程中，可能會由于氫的滲入導致金屬材料的內部損傷，從而使金屬材料在低于材料屈服強度的靜應力作用下發生延遲斷裂。本文對A100鋼零件電鍍鎘-鈦合金的氫脆性能進行研究，以保障無氰電鍍鎘-鈦合金工藝在A100鋼零件上的順利應用。

　　1、實驗

　　1.1基體材料 基體材料采用A100鋼。

　　1.2電鍵錫-欽合金工藝 電鍍鎘-鈦合金工藝流程為：鍍前檢查與表面準備―除油-噴砂-弱浸蝕―電鍍鎘-鈦合金-干燥―除氫-檢查。

　　1.3實驗方法

　　1）測氫儀法。采用勞倫斯測氫儀進行測試，氫脆試驗按HB5067.2分別進行電鍍鎘-鈦合金的氫脆試驗。

　　2）氫含量法。氫含量檢測按HB5220.50-2008進行，采用脈沖加熱-熱導法測試基體及鍍層中氫的質量分數。

　　3）恒載荷持久拉伸法。按HB5067.1進行，采用缺口圓棒試樣電鍍鎘-鈦合金后進行200h持久拉伸試驗。試樣采用A100鋼加工。

　　4）慢拉伸法。通過控制應變的慢拉伸法對無氰電鍍鎘-鈦合金工藝進行評價，通過對抗拉強度、斷面面積及拉伸曲線等指標的比較，分析電鍍鎘-鈦合金工藝對A100鋼基體滲氫的影響。

　　2、結果與討論

　　采用勞倫斯測氫儀對無氰鍍鎘-鈦合金工藝進行測試。無氰鍍鎘-鈦合金入值較小，滿足規定的技術指標要求，低氫脆性能好。

　　2.1氫含量法檢測

　　采用脈沖加熱-熱導法測定A00鋼電鍍鎘及鎘-鈦合金試樣的氫含量，考察電鍍過程中氫的滲人量。從檢測結果可以看出，A100鋼無氰電鍍鎘-鈦氫工序后，無氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫質量分數稍有降低。將電鍍鎘-鈦合金鍍層去除后檢測基體氫的質量分數發現，基體w（氫）只有0.0001%,說明無氰電鍍鎘-鈦合金試樣的氫大部分存在于鍍層中，只有極少量滲人到基體內，而除氫工序對于鍍層中氫的去除沒有明顯的作用。這一結果與湯智慧的研究結果⑷基本一致，主要由于電鍍鎘-鈦合金工藝特殊的鍍層結構決定。

　　2.2恒載荷持久拉伸法檢測

　　恒載荷持久拉伸法是目前國內外評價材料氫脆性的主要方法，國內航空業對髙強度鋼電鍍工藝的氫脆性評價主要采用此方法。該方法可以簡便、準確地評價出高強度鋼零件經表面處理后在使用中發生氫脆的可能性，但無法定量測定材料在表面處理過程中滲氫量影響的程度，同時檢測周期較長。

　　本研究采用了酸洗、噴砂等不同前處理及后處理方法，對A100鋼無氰鍍鎘-鈦合金工藝氫脆性能的影響。從試驗結果可以看出，氣脆性能均滿足要求。通過微觀形貌可以明顯地看到鍍光亮鎘材料的氫脆斷口，而未經處理的基材及電鍍鎘-鈦合金試樣未發現氫脆斷口特征。慢拉伸試驗結果表明，電鍍鎘-鈦合金工藝對于A100鋼基體的滲氫量較小，基本不會產生材料的脆性斷裂，而鍍光亮鎘工藝較顯著地向基體內產生滲氫，以致影響材料的力學性能。相差逐漸增大，證明鍍光亮鎘工藝相比于電鍛鎘-鈦合金工藝滲氫量大得多。較低的拉伸速度可更容易比較不同工藝滲氫程度的大小。

　　3、結論

　　1.A100鋼基體氫脆敏感性較低，采用恒載荷持久拉伸方法進行考核，不同工藝參數條件下進行A100鋼電鍍鎘-鈦合金，均可以通過氫脆檢驗。

　　2.對A100鋼采用無氰電鍍鎘-欽合金工藝處理后進行慢拉伸試驗，試棒的斷裂強度、斷口面積、斷裂時間基本與未經處理A100鋼基材一致，證明無氰電鍍鎘-鈦合金工藝過程對基體滲氫很少，顯著低于光亮鍍鎘工藝。

　　3.慢拉伸方法中的拉伸速率對材料脆性斷裂行為具有影響，較小的拉伸速率更有利于材料氫脆性能的判斷。

責任編輯：郭靜

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