【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于不锈钢零部件制造，具体涉及一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法。
技术介绍
1、目前，新能源汽车对燃料电池的要求越来越高，氢能源燃料作为最重要的新能源电池之一，其发展离不开加氢站等基础设施的建设，而加氢枪是加氢站基础设施建设必不可少的产品。国内35 mpa加氢机设备目前正逐步进行国产化，而70 mpa 加氢机设备完全依赖进口，其中加氢枪输氢管材料选材对加氢机设备使用寿命是非常关键的。
2、输氢管材料的疲劳性能和抗氢脆性能与加氢机设备的使用寿命息息相关。目前，国内外储氢金属材料通常选用cr-mo钢，316l不锈钢和6061铝合金等氢脆敏感性较低的材料，但是三种材料各有优势，cr-mo钢疲劳性能更优，316l不锈钢抗氢脆性能更优异，6061铝合金密度低可减重。相比cr-mo钢和6061铝合金，316l不锈钢由于抗氢脆性能更优被广泛应用于加氢枪输氢管。目前，各国正在对70mpa或90mpa加氢机设备进行研发，充氢压力越大会导致输氢管使用寿命越低，对材料的抗氢脆性能要求同样越来越高。因此，本专利技术目的是提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能，来满足更高压力加氢机设备使用需求。
3、近年来，相关研究人员通过使用机械喷丸等强化方式对材料表面进行形变强化形成残余压应力，来提高材料的抗氢脆性能。研究发现，残余应力越高，裂纹尖端处的氢含量也越高，说明残余压应力可以抑制氢的扩散从而降低其在裂纹尖端处聚集的量，最终降低裂纹扩展速率。机械喷丸对加氢枪输氢管进行强化，其操作比较困难。因此，本专利技术拟采用液压自
技术实现思路
1、为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，能够满足更高压力加氢枪使用寿命。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，包括如下步骤：
4、第一步，采用深孔钻方式在316l不锈钢棒料上进行钻孔得到空心钢管，其次对钢管外壁进行车外圆，最后对钻孔后的316l不锈钢输氢管进行铰孔和珩磨，珩磨后内孔表面粗糙度控制为不大于0.4μm；
5、第二步，对第一步珩磨后的316l不锈钢管进行预应力变形处理，所述预应力变形处理是将316l不锈钢输氢管两端夹持密封，将带孔空心芯棒插入输氢管，通过芯棒向输氢管内壁施加液压压力，保持一定时间对内壁进行预应力塑性变形，使内壁形成残余压应力；
6、第三步，对第二步内壁预应力变形处理后的316l不锈钢管进行退火保温处理，确保材料残余压应力稳定。
7、进一步地，第一步中所述316l不锈钢棒料钻孔后的内孔直径a取6~10mm，得到的空心钢棒外径b＝1.1-1.3a。
8、进一步地，第一步中所述316l不锈钢输氢管进行铰孔和珩磨，珩磨后内孔表面粗糙度不大于0.2μm。
9、进一步地，第二步中所述施加液压压力的加载速率为10-30mpa/s。
10、进一步地，第二步中所述施加液压压力为240-290mpa。
11、进一步地，第二步中所述施加液压压力保持时间为3-8s。
12、进一步地，第三步中所述退火保温处理温度为300-350℃。
13、进一步地，第三步中所述退火保温处理时间为30-60min。
14、本专利技术的有益效果如下：
15、本专利技术提供了一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法。316l不锈钢输氢管传统加工方法仅仅是通过深孔钻确保内壁粗糙度控制在0.4μm范围内即可，而本专利技术的方法是在传统加工方法基础上通过施加液压对内孔进行预应力加载，使内壁发生塑性变形而外壁仍保持一定弹性变形，卸载后外壁弹性部分会恢复，从而使得内壁塑性部分形成残余压应力，提高输氢管的抗氢脆性能。由于内壁发生较大塑性变形有可能促进马氏体相变，马氏体组织会降低316l不锈钢输氢管的抗氢脆性能。由于液压压力能够均匀施加在内壁表面，通过控制液压压力升高速率促使内壁组织缓慢变形，避免局部位置瞬间产生较大塑性变形而产生马氏体相变，然后在压力最大值保持较短时间保证形成一定残余压应力同时抑制马氏体相变。因此，本专利技术通过控制液压压力加载速度和最大压力保持时间来同时控制残余压应力形成和抑制马氏体相变，而且液压变形后立即进行退火处理，去掉部分内壁塑性变形形成的不利残余应力抑制或减少马氏体相变，促使液压强化对输氢管抗氢脆性能提高的有益效果远远大于有害效果，从而提升其抗氢脆性能。
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1.一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第一步中所述316L不锈钢棒料钻孔后的内孔直径a取6~10mm，得到的空心钢棒外径b＝1.1-1.3a。
3.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第一步中所述316L不锈钢输氢管进行铰孔和珩磨，珩磨后内孔表面粗糙度不大于0.2μm。
4.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第二步中所述施加液压压力的加载速率为10-30MPa/s。
5.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第二步中所述施加液压压力为240-290MPa。
6.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第二步中所述施加液压压力保持时间为3-8s。
7.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第
8.根据权利要求1所述的一种提高316L不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第三步中所述退火保温处理时间为30-60min。
...【技术特征摘要】
1.一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第一步中所述316l不锈钢棒料钻孔后的内孔直径a取6~10mm，得到的空心钢棒外径b＝1.1-1.3a。
3.根据权利要求1所述的一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第一步中所述316l不锈钢输氢管进行铰孔和珩磨，珩磨后内孔表面粗糙度不大于0.2μm。
4.根据权利要求1所述的一种提高316l不锈钢输氢管抗氢脆性能的方法，其特征在于：第二步中所述施加液压压力的加载速率为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，孙志群，樊江涛，赵超，王腾，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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