1、什么是脆性断裂（brittle fracture ）？

未经明显的变形而****生的断裂，断裂时材料几乎没有****生过塑性变形。如杆件脆断时没有明显的伸长或弯曲，更无缩颈，容器破裂时没有直径的增大及壁厚的减薄。

2、钢常见的脆性有哪些？

2.1.硬脆hard brittle

2.2. 冷脆cold shortness

2.3.热脆 hot shortness

2.4.回火脆性temper brittleness

2.5.磷脆phosphate brittleness

2.6.应力腐蚀stress corrosion

2.7.氢脆Hydrogen Embrittlement

3、氢脆是什么？

氢原子是质量最轻、直径最小的元素，因此它在金属中的扩散活化能比其它元素低得多，活性比较自由，即使在固态金属中，氢原子也能侵入或逸出。这种由于扩散到金属中的氢或生成金属氢化物所造成的材料脆化现象称为氢脆。

4、氢脆产生的机理

主要原理是将钢铁基体中一些易于渗入氢原子的位置形容为“陷阱”，这些位置包括钢铁结构中的晶界、位错中心、非金属夹杂物及碳化物等与钢铁原子之间形成的固-固界面，还有应力中心等。当活动氢原子进入这些“陷阱”，即被束缚而成为非活跃氢原子。

晶界 位错 非金属夹杂物

氢原子在”陷阱”位置的聚集将使材料的断裂应力下降，应力集中部位将形成裂纹，裂纹逐渐扩展直至断裂****生，此即为氢脆引起的延迟断裂现象。

5、紧固件易产生氢脆失效危险必须满足下面的三个特征

A、高抗拉强度或硬化或表面淬硬；

B、吸附氢原子；

C、在拉伸应力状态下。

6、氢脆的表现形式

• 氢脆是延迟性的破坏，由于钢中氢存在于应力集中部位，直到****生延迟破坏需要若干时间，而在一般的机械特性测试上往往忽略及遗漏了延展性的重要性，也无法在短时间的试验测出延迟破坏的倾向，使得紧固件虽在满意的机械特性状态或标准的设计强度下(如硬度、降伏强度应力、冲击等等)仍产生破裂，经常是由很微小的裂痕造成突然间的崩裂。

• 氢脆在紧固件来说可能是最坏的问题****生原因之一，因为它是延迟破坏。

• 氢脆一般****生在零件受到静态载荷的条件下，紧固件在安装后可能在数小时或此后更长的时间内出现断裂。

• 而零件承受动态高应变载荷时，例如在进行拉伸试验时，载荷在短时间内迅速增加最后达到零件拉力载荷极限而****生断裂，则不易****生氢脆。

• 判断氢脆不宜采取拉伸试验的方法，具体方法将在后文阐述。

7、氢脆的危害

由于无法在短时间的试验测出，同时又是在受到静态载荷的条件下而****生的突然间的崩裂，因此芭乐视频在线网无法预测其断裂的具体时间，就不能对其失效进行前期的处理，从而不能预先消除失效的****生。

氢脆一经产生，就消除不了。氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。

8、哪些等级的紧固件会产生氢脆呢？

材料的敏感性—材料敏感性是材料（冶金/机械）状态的一种功能，是理解氢脆（HE）现象的基本依据，简单地说，就是研究一种有应力的材料在缺失和吸收氢之后的表现。材料强度（即抗拉强度和/或硬度）对氢脆的敏感性为一级效应。强度增加，钢的延展性降低，减少韧性并增加氢脆的敏感性。出于同样的原因，在同等强度的情况下，具有较低韧性的钢材天生就更脆弱，更容易受到氢脆的影响。当规定的硬度超过39 HRC（380 HV）时，钢制紧固件的敏感性会显著增加。钢制紧固件规定硬度低于39 HRC (380 HV)，（例如SAE J429 等级8, ISO898-1 等级10.9螺栓）通常对氢脆失效没有明显的敏感性。

也就是说，他们可以承受更高浓度的氢，而不会导致机械强度的延迟下降。这一说法假定紧固件是通过良好的控制制造工艺生产的, 且使用适当选择的优质钢材。由于化学、回火温度和亚微观结构的二阶效应，热处理淬火和回火钢制紧固件的临界硬度阈值各不相同。这些二阶效应可能与±1.0 HRC (~±10 HV)的阈值相差很大。

此外，由于不受控制的热处理（例如，不完全的马氏体相变，无意的渗碳）和/或非金属夹杂物等杂质，冶金结构的非均匀性可以极大地提高钢材的敏感性，这种方式是可测量的，但不可预测。关于IHE避免，一些标准已经定义了临界硬度限制，从31到35 HRC。但是, 这些值在很大程度上不受数据的支持, 主要是为了防止制造错误, 而这些错误可能会使材料比应有的更容易受到影响。更确切地说，将易受影响的紧固件产品归类为具有最低硬度39 HRC（380 HV）是合适的。以上参考ASTM F1941/F1941M-2016

以上参考ISO 4042-2018

9、氢脆产生的主要因素有哪些呢？

(1)、酸洗：零件在酸洗时，钢铁与酸反应产生氢，Fe+H+→Fe²⁺+H₂↑。钢铁此时与活性氢原子直接接触，即使酸洗时间较短酸浓度较低，仍会有少量氢渗入。

(2)、除油：阴极电解除油虽然除油效率高，但通电时作为阴极的零件表面会析出氢原子，从而造成渗氢。

(3)、热处理：高产量的热处理生产线均采用连续式网带炉，淬火炉内一般会滴注一定量的甲醇和丙烷作为保护气氛来防止脱碳。保护气在裂解罐中高温裂解出H₂、CO、CO₂、CH₄等，此时零件在高温环境下，氢较容易渗入。

(4)、电镀：电镀时零件同样作为阴极，阴极上不但沉积锌、镍等镀层，同样会有氢的析出。不过有研究表明，镀层对氢有阻隔作用，一旦零件上沉积了一定厚度的镀层后，氢就很难再渗入钢铁基体，同样，此前已渗入的氢也很难再逸出。

10、如何判断是否为氢脆所造成？

一个较简单的判断方法，那就是如果螺丝或螺栓在装配后1 到48 小时内破坏，且其破坏在头部与杆部以及螺纹与杆部的交接位置那大概就是氢脆化破坏。如果螺丝在装置一段时间后破坏，这大概就是氢脆以外的问题。若是从组织上来观察，氢脆化破断面为一种粒界破裂。

随着零件硬度的提高、含碳量的增加、冷作硬化程度的强化，在酸洗和电镀过程中。氢的溶解度和因此产生吸收氢的总量也将增加，也就是说零件的氢脆敏感性就越强。直径较小的零件比直径较大的零件氢脆敏感性就强。