日本精線Nippon Seisen耐氫氣脆化彈簧用不銹鋼絲HYBREM 高強(qiáng)度奧氏體不銹鋼絲線

穩(wěn)定供給氫氣源的時代將不可避免的到來。目前，氫氣站高壓氫氣流量調(diào)節(jié)裝置及減壓閥等已進(jìn)入實證階段，并已投入安裝。應(yīng)用在這些部件上的彈簧用不銹鋼絲，需要具有較高的可靠性。

與常用的SUS304鋼相比，彈簧用不銹鋼鋼絲雖然對氫氣不太敏感，是合適的好材料，但在超高壓氫氣環(huán)境下，發(fā)生脆性斷裂的事例時有發(fā)生。

在結(jié)構(gòu)材料方面，耐氫氣脆性斷裂材料一般使用的是SUS316L，雖然這種材料對氫氣的感受性較差，但從特性方面來講，不太適合作彈簧，正在尋求可替代材料。

日本精線公司以在苛刻的高壓氫氣環(huán)境條件下使用燃料電池系統(tǒng)的高壓氫氣壓力調(diào)節(jié)閥用彈簧和燃料電池汽車用彈簧為目標(biāo)，開發(fā)出了與SUS304強(qiáng)度、韌性及彈簧疲勞特性相同的不銹鋼鋼絲HYBREM。

（1）HYBREM的特征

HYBREM是奧氏體系不銹鋼。通過控制鋼中的特殊元素及冷加工后的材料穩(wěn)定性能，同時提高堆垛層錯能，即可穩(wěn)定氫氣環(huán)境下的斷面收縮值。另外，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)碳和氮的平衡，利用科垂?fàn)枤夥?，控制原子的錯位固定，成功地得到了與SUS304強(qiáng)度相同的彈簧特性。

（2）HYBREM的基本特性

將高壓氫氣環(huán)境下的極低變形速度的拉拔實驗結(jié)果（SSRT）與Ar氣氛（模擬大氣）條件下進(jìn)行比較的情況示于圖1。

SUS304的斷面收縮約為20%有產(chǎn)生脆性斷裂，但HYBREM的變化卻很輕微。經(jīng)氫氣添加實驗的彈簧在大氣條件下疲勞實驗結(jié)果示于圖2。

把經(jīng)氫氣添加實驗的彈簧和未經(jīng)處理的彈簧進(jìn)行比較，SUS304的疲勞極限降低率約為26%，而HYBREM僅為3%左右。材料即使在高濃度氫氣狀態(tài)下，也具有非常強(qiáng)的韌性及良好的彈簧疲勞特性。

（3）適用的范圍

線徑：?0.3-5.0mm；

外表：涂覆硬質(zhì)樹脂。

HYBREM現(xiàn)已通過主要用戶的實機(jī)實驗確認(rèn)評價特性。期待今后能在氫氣站及燃料電池汽車等使用氫氣的項目上發(fā)揮作用。

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