氢脆简介

氢脆是由于氢被易感金属吸收，造成损耗的吗延性以及承重能力的降低。下面的应力屈服应力材料的脆性会导致开裂和灾难性的后果脆性破坏。氢脆也被称为致开裂或者氢攻击。

在室温下，氢原子可以被金属吸收晶格并通过颗粒扩散。所吸收的氢可以以原子形式或结合的分子形式存在。无论形式如何，原子或分子在金属中结合形成小气泡晶界。这些气泡充当压力集中器，在金属颗粒之间建立压力。压力可以增加到金属降低延展性的水平，导致材料内部形成微小的裂缝。裂缝是晶间。也就是说，裂纹沿金属晶界扩展。(有关该主题的更多信息，请参见氢起泡和氢脆:原因和预防措施。)

氢脆失效的例子如下图所示。左图显示了一个断裂的镀铬钢螺栓的宏观视图。右图为断口表面的扫描电镜图像。断裂面呈多面形，表明为晶间断裂。螺栓在高温下变脆了铬电镀过程。

螺栓断裂及断裂面扫描电镜图像。

氢脆失效有三个必要因素:

1. 易感物质
2. 暴露于含有氢的环境中
3. 的存在拉应力由于残余和/或施加应力

高强度碳钢低合金钢是最容易发生氢脆的合金。具有极限强度的钢抗拉强度通常认为，小于1000mpa或硬度小于30hrc的材料不容易发生氢脆。(另一个例子可以在文章中找到锌的氢脆问题:新指南讨论。)

在室温或高温下，氢进入并扩散穿过金属表面。这可能发生在各种制造和组装操作或操作使用中-金属与原子或分子氢接触的任何地方。

可能导致氢脆的过程包括磷化，酸洗、电镀及电弧焊。在这些过程中，材料有可能吸收氢。例如，在弧焊过程中，氢从湿气中释放出来(例如在焊接电极的涂层中;为了尽量减少这种情况，特殊的低氢电极用于焊接高强度钢)。

在使用过程中，由于腐蚀、金属与酸的化学反应或与其他化学物质的化学反应，氢可能被引入金属中——尤其是金属中的硫化氢硫化物应力开裂。

至于造成断裂的应力，甚至残余应力在组件内就足够了。

可以采取的步骤，以避免氢脆包括减少氢暴露，以及烘焙电镀后等加工导致吸氢。烘烤使氢从金属中扩散出来。如果不能烘烤，那么使用低强度钢，减少残余应力和施加应力是避免氢脆导致断裂的可能方法。这些可能是在组件使用过程中导致氢气吸收的情况下的最佳选择。

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