紧固件氢脆断裂特性及裂纹失效分析

氢脆是一种材料吸氢引起的强度及塑性大幅下降产生的断裂现象，金属材料受氢的影响引起严重脆化，施加很小应力就出现裂纹，产生氢脆断裂现象。

氢的来源有两种：内含或外来，前者指材料在冶炼过程或产品加工过程（酸洗、电镀等等）中吸收的氢；后者指在使用环境中所吸收的氢。当氢含量高于10ppm时，没有外部应力的作用也会出现裂纹。

电镀紧固件未作除氢处理或除氢操作不当，在与配件紧固后，当时或过一段时间就会出现掉头或脆性断裂现象，导致氢脆断裂；后者经过一段时间出现的开裂，又叫 “氢致迟滞断裂”。

高强度紧固件的氢脆断裂，是指在低于抗拉强度的应力作用下，氢诱发的脆性断裂。材料强度越高，氢脆敏感性越大。

以氢脆为断裂机理的紧固件中，如果材料强度越高，内应力越大，局部高应力处氢的富集程度就越大，则抗应力腐蚀断裂的能力就越低。

氢脆的特征：断裂多数是穿晶的，也有沿晶的；断口为解理断口，具有冰糖块状特征；微观断口具有显微孔洞、鸡爪状花样，见图10-2、图10-3。

图10-2 氢脆断裂断口形貌       图10-3 氢脆断裂断口形貌