Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự giòn gãy do hydro trên các dây đai thép không gỉ tốc độ cao được sử dụng trong quy trình mạ thiếc cho khung dẫn chip
Tóm tắt
Thép không gỉ series 300 thường có khả năng chống ăn mòn tốt trong điều kiện sử dụng thông thường. Tuy nhiên, một sự cố gãy sớm do hiện tượng giòn gãy do hydrogen đã được phát hiện trên các thép không gỉ series 300 được sử dụng làm dây đai treo chip trong quy trình mạ thiếc cho khung dẫn chip. Nguyên nhân của sự gãy đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. Một kính hiển vi kim loại và phổ kế quang điện trực tiếp đã được sử dụng để kiểm tra các cấu trúc kim loại học và thành phần hóa học của vật liệu nền. Kính hiển vi điện tử quét và phổ kế tán sắc năng lượng cũng được áp dụng để phân tích các hình thái vi mô và thành phần vi mô của vết gãy. Đồng thời, hóa học và hàm lượng hydrogen của môi trường quy trình đã được kiểm tra bằng sắc ký ion và máy phân tích hydrogen. Ngoài ra, phương pháp phần tử hữu hạn đã được sử dụng để mô phỏng tác động lên dây đai từ các điều kiện dịch vụ. Kết quả phân tích tiết lộ rằng việc lựa chọn vật liệu không đạt yêu cầu, môi trường tấn công và các thông số công nghệ không phù hợp là những nguyên nhân chính gây ra sự cố này. Hơn nữa, các cơ chế gây giòn gãy do hydrogen cũng được thảo luận, và các biện pháp khắc phục và gợi ý đã được đưa ra.
Từ khóa
#giòn gãy do hydrogen; thép không gỉ; mạ thiếc; khung dẫn chip; phân tích vật liệuTài liệu tham khảo
Shanghai Jiao Tong University, Analysis of Metal Fracture Surface. National Defense Industry Press (1979) (in Chinese)
Han, G., He, J., Fukuyama, S., Yokogawa, K.: Effect of stain-induced martensite on hydrogen environment embrittlement of sensitized austenitic stainless steels at low temperatures. Acta Mater. 46(13), 4559–4570 (1998)
Ji, G.: World Standard Steel Handbook. Standards Press of China (2004) (in Chinese)
Kuromoto, N.K., Guimarães, A.S., Lepienski, C.M.: Superficial and internal hydrogenation effects on the fatigue life of austenitic steels. Mater. Sci. Eng. A 381(1–2), 216–222 (2004)
Perng, T.P., Altstetter, C.J.: Hydrogen permeation and diffusion in cryoformed AISI 301 stainless steel. Scripta Metall. 18(1), 67–70 (1984)
Singh, D.D.N., Ghosh, R., Singh, B.K.: Fluoride induced corrosion of steel rebars in contact with alkaline solutions, cement slurry and concrete mortars. Corr. Sci. 44(8), 1713–1735 (2002)
Ju, C.P., Rigsbee, J.M.: The role of microstructure for hydrogen-induced blistering and stepwise cracking in a plain medium carbon steel. Mater. Sci. Eng. 74(1), 47–53 (1985)
Wang, Y.-F., Yang, Z.-G.: Finite element analysis of residual thermal stress in ceramic-lined composite pipe prepared by centrifugal-SHS. Mater. Sci. Eng. A 460–461, 130–134 (2007)
Wang, Y.-F., Yang, Z.-G.: A coupled finite element and meshfree analysis of erosive wear. Tribol. Int. 42(2), 373–377 (2009)
Wang, Y.-F., Yang, Z.-G.: Finite element model of erosive wear on ductile and brittle materials. Wear 265(5–6), 871–878 (2008)
Folkhard, E.: Welding Metallurgy of Stainless Steels. Chemical Industry Press (2004) (in Chinese)
Wang, C.Q., Yu, Y., Fang, Y., Li, T.J.: In situ observation of carbide precipitation and dissolution in strip cast 304 stainless steel. J. Iron Steel Res. 19(9), 42–46 (2007) (in Chinese)
Bungardt, K., Kunze, E., Horn, E.: Untersunchungen über den aufbau des systems eisen-chrom-kohlenstoff. Arch Eisenbüttenwes 29, 193–203 (1958)
Ji, L.-N., Yang, Z.-G., Liu, J.-S.: Failure analysis on blind vias of PCB for novel mobile phones. J. Fail. Anal. Preven. 8(6), 524–532 (2008)
Gong, Y., Cao, J., Meng, X.-H., Yang, Z.-G.: Pitting corrosion on 316L pipes in terephthalic acid (TA) dryer. Mater. Corros. 60(11), 899–908 (2009)
Masuku, E.S., Mileham, A.R., Hardisty, H., Bramley, A.N., Johal, C., Detassis, P.: A finite element simulation of the electroplating process. CIRP Ann. Manuf. Tech. 51(1), 169–172 (2002)
An, M.Z.: Electroplating Theory and Technology. Harbin Institute of Technology Press (2004) (in Chinese)
Chemical Machinery Research Institute of Ministry of Chemical Industry: Manual of Corrosion and Protection. Chemical Industry Press (1989) (in Chinese)
Li, D.: Electrochemical Theory (Rev. ed.). Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press (1999) (in Chinese)
Michler, T., Naumann, J.: Coatings to reduce hydrogen environment embrittlement of 304 austenitic stainless steel. Surf. Coat. Technol. 203(13), 1819–1828 (2009)
Borchers, C., Michler, T., Pundt, A.: Effect of hydrogen on the mechanical properties of stainless steels. Adv. Eng. Mater. 10(1–2), 11–23 (2008)
Nelson, H.G.: Testing for Hydrogen Environment Embrittlement: Primary and Secondary Influences, Hydrogen Embrittlement Testing, pp. 152–170. ASTM Special Technical Publication (1974)
Ogorodnikova, O.V.: Comparison of hydrogen gas-, atom- and ion-metal interactions. J. Nucl. Mater. 277(2–3), 30–42 (2000)
Woodtli, J., Kieselbach, R.: Damage due to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking. Eng. Fail. Anal. 7(6), 427–450 (2000)