1、什麽是（shì）脆性斷裂（brittle fracture ）？

未經明顯的變形而發生的斷（duàn）裂，斷裂時材料幾乎（hū）沒有發（fā）生過塑性變形。如杆件脆斷時沒有明顯的伸長或彎曲，更無縮（suō）頸，容器破裂時沒有直徑的增大及壁厚的減薄。

2、鋼常見的脆性有哪些（xiē）？

2.1.硬脆hard brittle

2.2. 冷脆cold shortness

2.3.熱脆 hot shortness

2.4.回火脆性temper brittleness

2.5.磷脆phosphate brittleness

2.6.應力腐蝕（shí）stress corrosion

2.7.氫脆Hydrogen Embrittlement

3、氫脆（cuì）是什麽？

氫原子是質量最輕、直徑最小的元素，因此它在金屬中的擴散活化能比其它（tā）元素低得多，活性比較自由，即使在固態（tài）金屬中（zhōng），氫原子也能侵（qīn）入或逸出。這（zhè）種由於擴散到金屬中（zhōng）的氫或生成金屬氫化物（wù）所造成的材料脆化現象稱為氫脆。

4、氫脆產生的機理

主要原理是將鋼鐵基體中一些易於滲入氫原（yuán）子（zǐ）的位（wèi）置形容為“陷阱”，這些（xiē）位置（zhì）包括鋼鐵（tiě）結構中的晶界、位錯中心（xīn）、非金屬夾雜物及（jí）碳化物等與鋼鐵原子之間（jiān）形成的固-固界麵，還有應力中心等。當活動氫原子進入這些“陷阱”，即（jí）被束縛而（ér）成為非活躍氫原子。

晶界（jiè） 位錯 非金屬（shǔ）夾（jiá）雜物

氫原子在”陷阱”位置的聚集將使材料的（de）斷裂應力下降，應（yīng）力集中（zhōng）部位將形成（chéng）裂紋，裂紋逐漸（jiàn）擴（kuò）展直（zhí）至斷裂（liè）發生，此即為氫脆引起的延遲（chí）斷裂現象。

5、緊固件易產生氫脆失效危險必須（xū）滿足下麵的三個特征

A、高（gāo）抗拉（lā）強度或硬化（huà）或表麵淬硬；

B、吸附氫原子；

C、在拉（lā）伸（shēn）應力狀態下。

6、氫脆的表現形式

• 氫脆是延遲性的破壞，由於鋼中氫存在於應力集中部位，直到發生延遲破壞需要若幹時間，而在一般的機械特性測試上往往忽（hū）略及遺漏了延（yán）展性的重要性，也無法在短時間的試驗測（cè）出延遲破壞的傾向，使得（dé）緊固件雖（suī）在滿意的（de）機械特性狀（zhuàng）態或標準的設計強度下(如硬度、降伏強度應力、衝擊等等（děng）)仍產生破裂，經常是（shì）由很微小的裂痕造成突然間的崩裂。

• 氫脆在緊固件來說可能是最壞的問題發（fā）生原因之一（yī），因為它（tā）是（shì）延（yán）遲破壞。

• 氫脆一般發生在零件受到靜態載荷的條件下（xià），緊固（gù）件在安裝後可（kě）能在數小（xiǎo）時或此後（hòu）更長的時間內出現斷裂。

• 而零件承受動態高應變載荷時，例如在進行拉伸試驗時，載荷在短時間內迅速增加最後達到零件（jiàn）拉力載荷極限而發生斷裂，則不易發生氫脆。

• 判斷氫脆不宜采取拉伸試驗的方法，具體方法將在後文闡述。

7、氫脆的危害

由於無法在短時間的試驗測出，同時又是在受（shòu）到靜態載荷的條件下而（ér）發生的突然間的崩裂（liè），因此我們無法預測其斷（duàn）裂的具體（tǐ）時間，就不能對其失效進行前期的（de）處理（lǐ），從而不能預先消除失效的發生。

氫脆一經產生，就（jiù）消除不了。氫（qīng）脆是溶於鋼（gāng）中的氫，聚（jù）合為氫分子，造成（chéng）應力（lì）集中（zhōng），超（chāo）過鋼的強度極限，在鋼內部形成細小的裂紋。

8、哪些等級的（de）緊固件會產生氫脆呢？

材料的敏感性（xìng）—材料敏感性是材料（冶金/機械）狀（zhuàng）態的一種功能，是理解氫脆（HE）現象的基本依據，簡單地（dì）說，就是研究一（yī）種有應力的材料在缺（quē）失和吸收氫之後的表現。材料強度（即抗拉（lā）強度和/或硬度）對（duì）氫脆的敏感性為一級效應。強度（dù）增加（jiā），鋼的延展（zhǎn）性降低，減少韌性並（bìng）增加（jiā）氫脆的敏感（gǎn）性。出於同樣的原（yuán）因，在（zài）同等強度的情況下，具有較低韌性的（de）鋼材天生就更脆（cuì）弱（ruò），更容易（yì）受到氫脆的影響。當規定的硬度超過39 HRC（380 HV）時，鋼製緊固件的敏（mǐn）感性會顯著增加。鋼製緊固件規定硬（yìng）度低於39 HRC (380 HV)，（例如SAE J429 等級8, ISO898-1 等級10.9螺栓（shuān））通常對氫脆失效沒有明顯的敏感性。

也就是說，他們可以承受更高濃度的氫（qīng），而不會（huì）導致機械強度的延遲下降。這一說法假定（dìng）緊固件是通過良好的控製製（zhì）造工（gōng）藝生產的, 且（qiě）使用適當選擇的優質鋼材。由於化（huà）學、回火（huǒ）溫度和亞微觀結構的二階效應，熱處理淬火和回火鋼製緊固件的臨界硬度閾值各不相同（tóng）。這些二階效應（yīng）可能與±1.0 HRC (~±10 HV)的閾值相（xiàng）差很大。

此外，由於不受控製的熱（rè）處理（例如，不完全的馬氏體（tǐ）相變，無意的滲碳）和/或非金屬夾雜物等雜質，冶金結（jié）構的非均勻性可以極大地提高鋼材的敏感性，這種方式是（shì）可測量的，但不可（kě）預測。關於IHE避免，一些標（biāo）準（zhǔn）已經定義了臨界硬度（dù）限（xiàn）製，從（cóng）31到35 HRC。但是, 這些值在很大程度（dù）上不受數據的支持（chí）, 主要是為了防止製造錯誤, 而這些（xiē）錯誤可能會使材料比應有（yǒu）的（de）更容（róng）易受到影響。更確切地說，將易受影響的緊固件產品歸（guī）類為（wéi）具有最低硬度39 HRC（380 HV）是合適的。以上參考ASTM F1941/F1941M-2016

以上參考ISO 4042-2018

9、氫脆產生的主要因素有哪些呢？

(1)、酸洗：零件在酸洗時，鋼鐵與酸反應產生（shēng）氫，Fe+H+→Fe²⁺+H₂↑。鋼鐵此時與（yǔ）活性氫原子直接接（jiē）觸，即使酸（suān）洗時間（jiān）較短（duǎn）酸濃度較（jiào）低，仍會有少量氫滲入。

(2)、除（chú）油：陰極電解除油雖然（rán）除油效（xiào）率高，但通電時作為陰極的零件表麵會析出氫原子，從而造成滲氫。

(3)、熱處理：高產量的熱處理生產線均（jun1）采用連續式網帶（dài）爐，淬火爐內一般會滴注一定量的甲醇和丙烷作為保護氣氛來防（fáng）止脫（tuō）碳。保護氣在裂解罐中高溫裂解出H₂、CO、CO₂、CH₄等，此時零件在高溫（wēn）環境下，氫（qīng）較容（róng）易滲入。

(4)、電鍍：電鍍時零件同樣作為陰極，陰極（jí）上不但沉積鋅、鎳等鍍層，同樣會有（yǒu）氫（qīng）的析出。不過（guò）有研究表明（míng），鍍層對氫有阻隔作用，一旦零件上沉積了（le）一定（dìng）厚度的鍍層後，氫就很難再滲入鋼鐵基體，同樣，此前已滲（shèn）入的（de）氫也很難再逸出。

10、如何判斷是否為氫脆所造成？

一個較（jiào）簡單的判斷（duàn）方法，那就是如果螺絲（sī）或螺栓在裝配後1 到48 小時內破壞，且其破壞在頭部與杆部以及螺紋與杆部的交（jiāo）接位置那大概就是氫脆化破壞。如果螺絲在（zài）裝（zhuāng）置一段時間後破（pò）壞，這大概就是氫脆以外的問題。若是（shì）從組織上來觀察，氫脆化破斷麵為一種粒界破裂。

隨著零件硬度的提（tí）高、含碳量的增加、冷作硬化程度的強化，在酸洗和電鍍過程中。氫的溶解度和因此產生吸（xī）收氫的總量也將增加，也就是說零件的氫脆敏感性（xìng）就（jiù）越強。直徑較小的零件比直（zhí）徑較大的零件氫脆（cuì）敏感性（xìng）就強。