延迟断裂原因分析及预防措施
焊接延迟裂纹产生的原因
焊接延迟裂纹产生的原因焊接延迟裂纹是在焊接过程中产生的一种裂纹缺陷。
它是由于焊接热循环引起的应力积累超过了材料的承受能力而导致的。
焊接延迟裂纹的产生原因主要有以下几个方面。
焊接热循环是焊接延迟裂纹产生的主要原因之一。
在焊接过程中，焊接区域受到了高温热源的加热，然后又很快冷却。
这种热循环会使焊接区域产生应力。
由于焊接区域的热膨胀系数与母材不同，当焊接区域冷却时，焊接区域会受到约束，从而产生应力。
这种应力会导致焊接延迟裂纹的产生。
焊接材料的选择也会影响焊接延迟裂纹的产生。
焊接材料的热膨胀系数和母材的热膨胀系数不同，会导致焊接区域在焊接过程中产生较大的应力。
如果焊接材料的强度较低，那么在焊接过程中就容易发生延迟裂纹。
焊接工艺参数的选择也会对焊接延迟裂纹的产生产生影响。
焊接工艺参数包括焊接电流、焊接速度、焊接温度等。
如果焊接电流过大，焊接速度过快，焊接温度过高，都会导致焊接区域的应力积累过大，从而引发焊接延迟裂纹。
焊接材料和母材的不匹配也是焊接延迟裂纹产生的原因之一。
焊接材料和母材的化学成分、组织结构等方面存在差异，这会导致焊接区域在焊接过程中产生应力。
如果焊接材料和母材之间的不匹配性较大，那么焊接区域的应力就会更大，从而容易产生延迟裂纹。
焊接过程中的一些外界因素也会对焊接延迟裂纹的产生产生影响。
例如焊接过程中的振动、气体环境等。
这些外界因素会干扰焊接过程，使焊接区域的应力分布不均匀，从而容易产生延迟裂纹。
焊接延迟裂纹的产生是由于焊接热循环引起的应力积累超过了材料的承受能力而导致的。
焊接热循环、焊接材料的选择、焊接工艺参数的选择、焊接材料和母材的不匹配性以及焊接过程中的外界因素都会对焊接延迟裂纹的产生产生影响。
为了减少焊接延迟裂纹的产生，需要选择合适的焊接材料和焊接工艺参数，控制好焊接过程中的外界因素，并采取适当的措施来缓解焊接区域的应力积累。
只有这样，才能有效地预防焊接延迟裂纹的产生，提高焊接质量。
延迟裂纹的产生机理及防止措施
使 焊 缝 中 的 氢 处 于过 饱 和 状 态 ， 成 巨大 形 的内应力 ， 使裂纹开裂。 致 （ ） 强钢 焊 接 时 产生 延 迟 裂纹 不仅 决 ３高 定 于钢 种 的淬 硬倾 向和氢 的 有害 作用 ， 而且 还 决定 于焊 接 接头 所 处 的应 力状 态 。 焊 接 在 条 件 下 主要 存 在 以 下 三种 应 力 ： 热 应 力 ； ① ②组 织 应 力 ； 结 构 自身 拘 束 条 件 所 造 成 ③ 的 应 力 。 三 种 应 力是任 何结 构 焊 接时 不 可 这 避免的 ， 但它 们都 受 到 各种 条 件 的 拘 束 。 在 焊 接 过 程 中 由 于 不 均 匀 加 热 和 冷 却 ， 有 工 件 与 焊 接 材 料 的 物 理 参 数 的 差 还 １焊接裂纹的种类 就 目前 的研 究 ， 产 生 裂 纹 的 本 质 来 按 异 ， 致 热 应 力的 产 生 。 电弧 作 用 在 工 件 导 当 分 ， 体可以分为以下五大类 ： 大 上 ， 近 电弧 的区 域 快 速升 温 并 熔 化 ， 积 靠 体 急剧 膨 胀 ， 离 电弧 远 的 区域 升 温 比较 慢 ， 而 １裂 纹 Ｉ ｌ ｌ 体 积 变 化 比较 小 ， 时 周 围区 域 就 限 制 了 这 热裂 纹 ｛ 化裂 纹 液 熔 池 的 自 由嘭 胀 ， 当 电 弧 移 开 后 熔 池 开 而 Ｉ 化 裂纹 多边 始 冷 却凝 固收 缩 ， 因为 之 前 膨胀 受到 限 制 ， 热 裂纹 如果 是 自 由收 缩 ， 那熔 池 应 变 的 更小 更 窄 ， 裂纹 ｆ 延迟 裂纹 但 由于 周 围材 料 的 限 制 ， 池 又 不 能 自 由 熔 冷裂纹｛淬火裂纹 收 缩 ， 以 必 然 产 生 残 余应 力 。 所 ¨ ｒＨ 化 裂纹 １危 ： 组 织 应 力是 金属 相 变 时 体 积 变 化 引起 Ｊ 犬 裂 撕 的 。 奥 氏体 分 解时 析 出 铁 素 体 、 光 体 、 如 珠 』 瞒蚀 裂 纹 马 氏 体 等 都 会 引起 体 积 膨 胀 ， 体 积 膨 胀 而 而 其 中 的 延 迟 裂 纹 值 得 关 注 ， 国 内 压 并 不 是 在 自 由状 态 下进 行 的 ， 是 受 到 周 在 同 力 容 器生 产 过 程 中 曾 发生 过 多起 因 焊 接 延 围 金 属 的 约 束 ， 时 由 于 焊 接 时 不 均 匀 加 因 迟 裂 纹 造 成 的 事 故 。 种 裂纹 不 是 焊 后 立 热和 冷 却 ， 此组 织 转 变 时也 是 不 均 匀 的 ， 这 即 发 生 的 ， 是 在 环 缝 焊 好 后 放 在 车 间 静 结 果 产 生 应 力 。 而 结 构 自身 拘 束 条 件 所 造 成 的 应 力 ， 这 置期 间发 现 的 。 缝 表 面 裂纹 的 产 生 伴 随 焊 种应 力包 括 结 构的 刚 度 、 焊缝 的 位置 、 接 焊 金 属 开 裂 的响 声 。 的 顺 序 、 件 的 自重 ， 它 受 热部 位 冷 却 过 构 其 程 中 的收 缩 ， 及 夹 持 部 位 的 松 紧 程 度 等 以 ２延迟裂纹的形成机理 大 量 的生 产 实 践 和 理 论 研 究 证 明 ： 钢 都 会 使 焊 接 接 头 承 受 不 同程 度 的 应 力 。 种 的 淬 硬 倾 向 ， 接 接 头 的 含 氢 量 及 其 分 焊 布 ， 及焊 接 接 头 的 拘 束 应 力 状 态 是 产 生 以 延 迟 裂纹 的主 要 因 素 。 （ ） 淬 硬 后 之 所 以 引起 裂 纹 ， 原 因 １钢 其 可 以归纳为两个方面 ： ①形 成 脆 性 的 马 氏 体组 织 ； ②淬 硬 会 产 生 较 多 的 晶格 缺 陷 。 钢 种 的淬 硬 倾 向越大 ， 氏体 的 含 量越 马 高 。 氏体 是 一 种 脆硬 的 组 织 。 钢 中含 碳 马 在 量 较 高时 ， 形 成 片状 马 氏体 ， 片 内存 在 就 且 平 行 状 的 孪 晶 ， 种 孪 晶马 氏 体 的 硬 度 很 这 高 又 很 脆 ， 裂 纹 和 氢脆 的 敏 感 性 特 别高 。 对 而 且 在 焊 接过 程 快 热 快 冷 的 条 件 下 ， 会 形 成 大 量 的 品格 缺 陷 ， 要 是 空 位 和 位 主 错。 当它 们浓 度 达 到 一 定 的临 界 程 度 时 ， 就 会 形成 裂 纹 源 ， 应 力的 继续 作用 下 ， 会 在 就
高强度螺栓钢延迟断裂分析
高强度螺栓钢延迟断裂分析西宁特钢技术资料高强度螺栓钢延迟断裂分析一、高强度螺栓在实际运行中的受力情况及其性能要求螺栓在各种机构中起着连接、紧固、定位、密封等作用。
螺栓在安装时需要预先拧紧，因此都需要承受静拉伸载荷。
预紧力越大，连接强度和紧固、密封性就越大。
除受到轴向预紧拉伸载荷的作用外，通常还会在工作过程中受到附加的轴向拉伸(交变)载荷、横向剪切(交变)载荷或由此复合而成的弯曲载荷的作用，有时还受到冲击载荷的作用。
通常情况下，附加的横向交变载荷会引起螺栓的松动，轴向交变载荷会引起螺栓的疲劳断裂，而在环境介质的作用下轴向拉伸载荷则会引起螺栓的延迟断裂。
因此，在应用高强度螺栓时，对材料成分、冶金螺栓结构、制造工艺、安装及使用提出了更高的技术要求。
一般来讲，高质量、强度螺栓及其用钢应满足以下要求:(1) 高的抗拉强度，以便抵抗拉长、拉断、滑扣和磨损。
(2) 较高的塑性和韧性，以减少对偏斜、缺口应力集中和表面质量的敏感性。
(3) 对于在海边、河边、油田等潮湿大气或腐蚀气氛环境下工作的螺栓，要求螺栓材料具有足够低的延迟断裂敏感性，以保证螺栓工作时安全可靠。
(4) 对于承受交变载荷和冲击载荷的螺栓，要求具有较高的疲劳抗力和多次冲击拉伸抗力，以抵抗疲劳、多冲断裂。
(5) 对于在严寒地区或低温下工作的螺栓，还要求具有低的韧-脆转化温度。
(6) 中小直径螺栓往往多采用冷镦成形螺栓头和搓(滚)丝生产工艺，这就要求材料具有良好的冷镦等冷加工工艺性能。
二、高强度螺栓钢的延迟断裂及特征钢的回火马氏体组织具有良好的强度和韧性配合，而且还可以通过调整碳和合金元素等添加元素的种类、数量和热处理工艺而控制其强度，因此在合金钢中得到了十分广泛的应用。
然而回火马氏体钢在自然环境下易发生延迟断裂，且延迟断裂敏感性随着强度的提高而增大。
同时，高强度螺栓属于缺口零件，具有很高的缺口敏感性，容易在缺口集中部位如杆与头部的过度处或螺纹根部产生延迟断裂。
5.高强度螺栓延迟断裂的预防措施
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
目前，由螺栓联接引起的延迟断裂仍然是一个严重的 产品质量问题。延迟断裂是材料在静止应力作用下，经过 一定时间后突然脆性破坏的一种现象，是材料一环境—应 力相互作用而发生的一种环境脆化，是氢导致材质恶化的 一种形态。延迟断裂现象是妨碍高强度螺栓提高强度的一 个主要因素。 产生延迟断裂是涉及到材料加工，环境等因素。本文 从紧固件生产实践，提出延迟断裂的预防措施，供同行参 考。 1. 抗拉强度的偏差管理 在保证螺栓达到各项力学性能指标的基础上（尤其把 抗拉强度和保证应力控制在合格范围内）要对螺栓的硬度 控制在一定范围内，见表1。
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
表1 螺栓级别 螺栓规格 成过急 高强度螺栓技术要求控制范围 硬度控制范围HRC 抗拉强度控制范围MPa
8．8级
≤M8 ＞M10且≤M16
26--29 27--31 Nhomakorabea830--880 850--900
＞M16 10．9级 ≤M8 ≥且≤M16 ＞M16 12．9级 ≤M12 ≥14且＜M24
高强度螺栓延迟断裂的预防措施
通常电镀螺栓由于在镀前酸洗和电镀时在钢种渗进 并存了氢，比没有电镀的螺栓容易发生延迟断裂，尤其 是自攻螺钉。抗拉强度930MPQ以上的螺栓在电镀后都 要进行驱氢处理。驱氢的效果与处理的温度和时间有关， 通常温度200~250℃，时间2—4小时，温度的高低应由 基本材料决定，才能改善延迟断裂性能。 9. 其他 高强度螺栓与各种不同金属接触时，由于能形成多 种类型的局部电池而大大恶化了延迟断裂性能。特别是 接触Zn、Mg、Cu时必须注意。 螺栓在室外使用时，应避免潮湿空气，雨水的接触， 涂上适当的油漆是有益的，可避免产生延迟断裂。
PC钢棒延迟断裂形成原因分析
总第160期2007年第4期河北冶金 H EB EI M ETALLU R G YTo tal1602007,N um ber4收稿日期:2007-07-17PC钢棒延迟断裂形成原因分析于红波1,梁爱国2(11邯郸钢铁公司 线材厂,河北 邯郸 056015;21邯郸钢铁公司 技术中心,河北 邯郸 056015)摘要:介绍了PC钢棒延迟断裂的现象及机理,分析了诱发PC钢棒延迟断裂的原因,提出了改进措施。
关键词:PC钢棒;延迟断裂;原因分析中图分类号:TG33516 文献标识码:B文章编号:1006-5008(2007)04-0059-02D ELA YED FRA C TU RE OF STEEL BAR FO RPR ESTR ESSED CON CR ETE AND ITS FA I LU R E ANAL YSESYU H ong-bo1,L I AN G A i-guo2(1.W ire Pcant,H andan Iron and S teel C om pany,H andan,Hebei,056015;2.Technique C enter,H andan Iron and S teel C om pany,H andan,H ebei,056015)A bstract:The features and m echanism of fracture of steel bar for p restressed concrete(PC bars)are de2 scribed,and the causes w hich induced the delayed fracture in the PC bars are analyzed in the paper1som e m easures are p roposed1Key W ords:steel bar for p restressed concrete;D elayed fracture;causes of analyses1 前言PC钢棒全称为预应力混凝土用钢棒(S teel B ar for Prestressed C oncrete),是国家建设部推荐一种低合金调质钢,通常采用30M nS i盘条为原料,通过阴螺纹拉拔、感应加热、淬火、回火等工序而制成。
延迟断裂原因分析及预防措施
是如果螺丝或螺栓在组装后1到48小时内破坏，且破坏在头部与
杆部或螺纹与杆的交接位置那大概就是氢脆破坏。若是从组织上 观察，氢脆断面为一种晶界破裂，氢脆的断裂性质为脆性断裂。
------氢脆的潜在倾向与产品表面处理及钢材内碳含量以及产品的硬
度有关,且成正比。当产品脆性增加和表面处理（电镀电解化学反 应）是造成氢脆化的主要因素。
2 氢脆原理
延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩 散聚集,应力集中部位的金属缺陷较多(原子点阵错位、空穴等)。氢 扩散到这些缺陷处,氢离子合成氢原子，氢原子合成氢分子,产生巨 大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料所承受的外加应
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
1．依机械性质要求正确选择用料（注：所用材料最好指定钢厂如中钢、宝钢、
邢钢等）；
根据影响高强度螺栓延迟断裂的因素，钢材选择最好有能使延迟断裂性能提高 的元素。如添加有适量的Ti、V和Nb等细化晶粒元素，使奥氏体晶粒不长大；
对延迟断裂恶化的P、S降低钢中的含量，减少晶界偏析；提高Mo的含量以提
增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去
应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处 于某些钢材的脆性回火温与其它脆性断口很相似,很容易混淆,因此在进行失效分 析时应慎重对待断口失效模式。氢脆裂纹通常是单一裂纹,没有明
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
由于任何一种钢都要淬火—高温回火（调质）处理作为钢种的前 提来考虑，根据高强度螺栓性能等级，环境条件等，要完全避免 发生延迟断裂是困难的。因此，选择钢种时对其使用条件必须十
高栓延迟断裂原因与预防方法(20230726)
高强度螺栓延迟断裂原因与预防方法穆金禄中铁大桥科学研究院有限公司目录前言 3一、建立高强度螺栓的断裂判据 4二、高强度螺栓延迟断裂的原因 14三、桥梁高强度螺栓断裂的趋势 18四、延迟断裂的高强度螺栓断口分析 19五、完善高强度螺栓的断裂判据 22六、预防高强度螺栓延迟断裂的方法22附：公式推导及专家对试验方法的审查意见 24前言桥梁上的高强度栓螺栓（以下简称高栓）都发生了不同数量的延迟断裂，高栓延迟断裂的原因主要有应力腐蚀开裂和氢脆等原因引起的高栓脆断。
发生延迟断裂的高栓长度绝大多数是90mm及以下的高栓；如南京某桥从1969年建成到1987年11月共断了127个高栓，其中：100mm的1个、90mm的4个其余122个是75mm的高栓[1]；高栓断裂的部位大都断在丝扣处、且主要断在螺母下第一扣处。
若高栓的延迟断裂主要是由氢脆等原因引起的话，其断裂的长度范围和断裂的部位都应该是随机的，所以高栓的延迟断裂主要原因是由应力腐蚀开裂所引起的延迟断裂，氢脆和其它原因引起的脆断为次要原因。
本人用断裂力学的柔度标定法做高栓的柔度标定时发现：高栓的形位公差会使高栓承受一个由附加弯矩差生的弯曲拉应力，该拉应力与高栓预拉力的拉应力叠加后，若超过了其抗拉强度，就会在高栓拉应力最高处的局部开裂，此后高栓即开始了应力与腐蚀开裂的进程；试验还发现高栓的强度越接近高栓国标强度的上限、高栓的综合力学性能降低的越多、高栓断裂率也越高。
此外，用光弹性材料制成的螺栓做光弾试验，由其“纵向冻结切片”等差线图得知：螺母下第一扣处的应力集中系数最高，所以高栓大都在此处断裂。
一．建立高栓的断裂判据（一）高栓的病害与试验研究1.高栓病害情况介绍1961年我国用高栓在广西修建了第一座栓焊梁桥——雒容大桥，此后修建的各座大桥的高栓都发生了不同程度的延迟断裂。
1973年铁道部组织相关单位对已建的铁路桥梁和成昆铁路新建的多座栓焊梁桥做了调查，调查结果是各桥高栓的平均断裂率为2‰上下，断裂高栓的长度绝大部分是90mm 及以下的短高栓；断裂的高栓大都断在丝扣处，且主要断在螺母下第一扣处。
延迟断裂
汽车零件延迟开裂的研究一、延迟开裂现状在汽车生产、销售中经常出现金属零部件装配完成后在很短时间内断裂的事故。
发生断裂的零件各种各样，零件的材质、热处理工艺也不相同，但是经过分析发现，它们的失效机理基本一致，都是延迟开裂造成的，延迟开裂也称静疲劳。
二、延迟开裂案例：最近出现的汉德桥螺母批量开裂、弹性垫圈、齿型弹片断裂、扭杆断裂、主动椎齿轮螺纹头部断裂等都是延迟开裂造成的。
图1 图2汉德桥自带螺母开裂（回火不足）弹簧垫圈开裂（回火不足、氢脆）图3 图4扭杆开裂（回火不足、增碳）齿型垫圈开裂（氢脆）图5 主动椎齿轮断裂（保护不当增碳）三、延迟开裂的研究延迟开裂的定义：金属零件在淬火、回火后的组织状态下和高应力作用下，裂纹的萌生、稳定扩展、失稳扩展的失效过程。
延迟开裂的条件：1、金相组织， 2、应力。
延迟开裂只在马氏体及其回火组织下发生。
案例中这五种零件都是该组织。
应力分为：来自装配和结构的外应力；来自零件内部组织差异的内应力。
延迟开裂的特征：延迟性，即表现出对施加载荷后产生断裂的滞后性，一般在装配完后几十分钟至几天开裂。
延迟开裂的机理：目前广泛应用的室温延迟开裂机理，主要是氢致开裂和应力腐蚀两种。
其中“氢脆”是公认并得以广泛应用的机理。
氢是必须控制的，延迟开裂的过程伴随着氢的扩散、聚集。
四、延迟开裂的影响因素及分析延迟开裂的影响因素：回火不足：金属零件淬火后有很大的内应力，需要及时充分的回火消除，回火不足导致零件应力过大产生延迟开裂。
例：汉德桥自带螺母（图1 ），技术要求材质为40Cr，硬度要HB285~321。
断裂件的实测硬度＞HB420，严重的回火不足。
表面增碳：金属零件在热处理时为了防止脱碳或增碳会采取保护措施，保护不当会导致局部增碳，硬度高；图3扭杆，在热处理过程中保护气氛碳势不均匀，造成头部增碳、硬度远高于其它部位，安装后不久就在头部发生延迟断裂。
图5 X141后桥主动椎齿轮断裂是因为尾部螺纹在零件渗碳时防渗处理不当，导致螺纹增碳，硬度高于技术要求，安装后在扭力的作用下发生延迟开裂。
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5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
4.防止渗磷 拉拔是生产高强度螺栓的第一道工序，但在拉拔前，盘条须经过磷化锌 薄膜处理，增加光洁度，冷镦、调质淬火处理制成螺栓，会有磷渗入表 面层里。对于高强度螺栓，可在热处理前用金属清洗剂和酸洗洗净磷化 膜，达到防止渗磷的目地。要注意的是钢渗磷后，钢的临界点A1上升， 表面出现较多铁素体，也影响后序发黑和氧化着色表面处理。
显的分叉。裂纹可以是穿晶的,也可以是沿晶的,还可以是混合的。
高强度材料和有杂质的材料出现沿晶断口的可能性大,这时的晶界 面相对应力腐蚀断口来看比较干净光洁。在延展性不太好的合金 中,断口失效模式大多呈现冰糖块状，有较多的沿晶微裂纹（晶面 上有爪状纹）+二次裂纹+少量韧窝。在延展性好的低强度钢中,断
口失效模式可能是韧窝,随着延展性下降,韧窝尺寸变小。
12.9级选用42CrMo、25Cr2MoVA钢。对于10.9级以上螺栓需要用合
金钢，其中CrMo和CrMoV两类钢更能满足在复杂条件下使用。
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
2．冷镦过程中首下R角在符合标准的情况下尽可能控制在上限，并检查头部 金属流线是否正常，应力集中部位是否存在断线或裂隙； 螺栓头部是应力集中部位。典型螺栓的头部为六角形的冷镦变形可达60 ％~80％，不允许有任何折叠，尤其是冷镦复杂形状的凸缘类螺栓。但由 于冷锻成型，操作工人的技术水平，模具尺寸和质量等因素的影响，造 成螺栓头部和杆部结合处的晶粒破碎或金属纤维断裂。此处组织很不均 匀，并形成一个脆性断裂危险区域，造成应力集中。不完全螺纹形状的 螺栓，应在允许的范围内，做到形状尽可能缓和应力集中。在冷镦调整 时，不应忽视模具间隙以及模具误差合理分配螺栓头部的镦段变形量， 增大头杆结合处的过渡圆角，使其内部组织达到合理状态。
界未经拉伸而突然破坏，破坏的表面看来像是断裂的结晶
场（这里需注意：所有的氢脆化破坏都是在颗粒之间，但 并非所有颗粒之间的破坏都是氢脆化造成的，产品组装之
后经过数天、数周、数个月才发生颗粒之间的破坏，比较
像是应力腐蚀而不是氢脆化，这意味着在产品运作环境中 有某些外界因素与扣件发生作用而发生失效。
4 氢脆失效的根本原因及共同特性
4) 所有的零件都经全面硬化（如：调质）或表面硬化（如：渗碳或 碳氮共渗）； 5) 所有失效零件的心部硬度基本都超过了HRC35，甚至接近了HRC40
（注意：螺丝和螺栓氢脆化基本都是与心部硬度有关，与表面硬
度较无关。），故限制螺丝螺栓的心部硬度不高于HRC35，确保 心部组织的韧性和延展性，将大大降低氢脆化机会发生；
其断口宏观上是齐平的，无塑性变形。断裂的显微特征是沿晶型
的也可以是穿晶型的。对于氢化物型氢脆，其裂纹沿晶界扩展， 并在晶界上可看到粒状氢化物；
4 氢脆失效的根本原因及共同特性
2) 所有失效的零件都有电镀，零件的氢来自电镀过程中所用 的酸液及无效电镀电解过程中的氢离子； 3) 所有的失效都呈现颗粒间的破坏特征，这意味着材料的晶
5 为防止延迟断裂质量事故之预防 措施
14．新产品开发技术分析时应考虑或建议无氢脆产生之表面处理，如机械镀 锌、达克锈等表面处理工艺，使之在产品设计源头就消除氢脆风险； 15．氢脆化试验行为要规范（依GB3098.17标准或顾客标准）： GB3098.17标准要求试验最少应持续48h，而紧固件应至少每隔24h重新 拧紧一次，并施加到初始的试验拧紧扭矩或载荷。如果至少有一件紧固 件的扭矩损失超过50%，则试验应在相同的紧固件上重新开始。在完成试 验之前，应进行最后一次的拧紧。在末次拧紧之前，紧固件应拧退约1/2 圈，以便辨别出断裂是否发生在螺纹的旋合部分。 16．若产品已发生氢脆，建议该制造批全部报废处理不要返工。
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
1．依机械性质要求正确选择用料（注：所用材料最好指定钢厂如中钢、宝钢、
邢钢等）；
根据影响高强度螺栓延迟断裂的因素，钢材选择最好有能使延迟断裂性能提高 的元素。如添加有适量的Ti、V和Nb等细化晶粒元素，使奥氏体晶粒不长大；
对延迟断裂恶化的P、S降低钢中的含量，减少晶界偏析；提高Mo的含量以提
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
13．电镀除氢时需注意： 零件应烘干4h或以上，并最好是在电镀后1h、铬酸盐鈍化处理之前入除氢炉； 除氢温度最好控制在190~230℃，最高温度应考虑镀层材料和基体材料的种类； 电镀工序完成后检查氢脆预载荷测试最好控制在24h以内； 要求电镀厂送货时提供每批之除氢记录（除氢记录中的批号和数量应与送货 单保持一致）；除氢记录应与氢脆化试验报告一起存放，易于追溯； 可派人进行专案追踪（注要控制点：前处理是否喷砂除污还是酸洗除污；除 氢时间及温度是否合理，镀锌后除氢入炉时间是否及时；监控除氢炉温控仪 表是否定期校准，热电偶是否定期更换，温度的均匀性和准确性是否可以定 期检查。）
高钢的回火软化抵抗性能。 钢材化学成分的调整，碳钢中主要的元素有C、Si和Mn。增加Si和Mn的含量可 提高硬度，但硬度提高对塑性指标断面收缩率的数值有负面影响，在中碳钢中 加入少量的Cr可以改善其塑性，提高断面收缩率值。Si 和Mn是固溶强化铁素 体而提高硬度的元素，而Cr是细化晶粒增加淬透性的元素。
3 裂纹形貌
低碳钢的氢致沿晶断口很独特。材料变形时空洞首先在FeC3上 形核,但优先沿晶界扩展,这样就获得了所谓的“韧性沿晶断口”,
即断口是沿晶的,但晶界面是由韧窝构成;或在沿晶小刻面上出现细
小的、发育不完整的韧窝,即所谓“鸡爪痕”。有人认为这可能是 氢气或甲烷气在晶界处形核的结果,也可能是氢增强局部塑性流变 的结果。还有一种情况就是沿晶与撕裂棱上的韧窝共存,这也是氢 脆断口的特征之一。
增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去
应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处 于某些钢材的脆性回火温度,不得破坏镀层本身的性能。
3 裂纹形貌
氢脆断口与其它脆性断口很相似,很容易混淆,因此在进行失效分 析时应慎重对待断口失效模式。氢脆裂纹通常是单一裂纹,没有明
1) 所有的失效都是在组装之后发生，通常是在产品组装后1至48小 时内发生，但没有一定的准确时间，氢脆通常表现为应力作用下 的延迟断裂现象。判断是否为氢脆，有一个较简单的方法，那就
是如果螺丝或螺栓在组装后1到48小时内破坏，且破坏在头部与
杆部或螺纹与杆的交接位置那大概就是氢脆破坏。若是从组织上 观察，氢脆断面为一种晶界破裂，氢脆的断裂性质为脆性断裂。
3 裂纹形貌
氢脆断口在金相显微镜下呈现白点，呈银白色，轮廓分明， 表面光亮且形状有许多圆形、卵形白斑即白点缺陷，白点表面呈
粗晶状；宏观形貌与一般的脆性断口形态相似，其断口宏观上是
齐平的，无塑性变形，有时可见到一些反光的小刻面、结晶状颗 粒或放射状花样（类似发纹、瓜状纹、鸡瓜纹）。
4 氢脆失效的根本原因及共同特性
延迟断裂(氢脆化）原因分析及预防措施
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氢脆现象 氢脆原理 裂纹形貌 氢脆失效的根本原因及共同特性 为防止延迟断裂质量事故之预防 措施
1 氢脆现象
氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象,在热处理、清洗、 磷化处理、电镀、自身催化过程中，以及在服役环境中，由于阴 极保护的反作用或腐蚀的反作用，氢离子都可能进入基体。在加 工过程中，氢离子也可能进入，如辗制螺纹、机加工和钻削中因 不适当的润滑而烧焦，还有焊接工序，零件经机械加工、磨削、 冷镦成型或冷拔后，尤其再进行淬硬热处理，则极易受氢脆破坏。
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
7．应避免螺丝或螺栓在热处理后再辗制螺纹，导致内应力的产生； 8．热处理后可做头部坚固性测试或弯曲度试验来确认热处理后产品的韧性 如何； 9．紧固件电镀前除锈和氧化皮时应采用喷砂或喷丸等处理方法达到净化、 活化表面目的。若必须进行酸洗活化处理时，选用盐酸较好（HCL的浓度 最好控制在10%以内）。注意掌握酸洗时间不宜过长（每次控制60s以 内），以多次短时间比长时间酸洗效果好；在除油时,采用化学除油、清 洗剂或溶剂除油,渗氢量较少；
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
由于任何一种钢都要淬火—高温回火（调质）处理作为钢种的前 提来考虑，根据高强度螺栓性能等级，环境条件等，要完全避免 发生延迟断裂是困难的。因此，选择钢种时对其使用条件必须十
分注意。推荐钢种如下：8.8级螺栓选用SWRCH35R、CH35ACR 、
ML20MnTiB、10B21钢；10.9级选用SCM435、ML20MnTiB、10B33 钢；
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
10．在电镀过程中,尽可能采用碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少；并 应选择氢脆性较小的镀锌电解液，一般而言，氯化物型镀锌电解液相对 析氢较少，产生氢脆的可能性也小；而氰化物镀锌电解液析氢、渗氢较 多，产生氢脆的机率也较大。 11．电镀过程中在能确保盐雾试验的条件下，尽可能减少镀层厚度（增加镀 层厚度，则增加氢释放的难度。），镀层厚度最好控制在8μ以下，尽可 能提高电流效率，减少电镀时间。 12. 螺栓在室外使用时，应避免潮湿空气，雨水的接触，涂上适当的油漆是 有益的，可避免产生延迟断裂。
5 为防止延迟断裂质量事故之预防措施
良好的金属流线 金属的纤维组织沿扎制方向流动，这种因碳化物等脆性粒子在冷镦和冷挤 加工时被细化、晶粒沿塑性变形方向变细变长，这种纤维组织在塑性加 工后，由变形产生纤维流线，螺栓冷镦成型时，特别是在头杆连接处， 如果冷镦质量差，头部纤维塑性流线就会以散、 乱、断形态成现，这将 导致延迟锻裂的发生。
力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
氢脆化既然与氢的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与氢浓 度、温度和材料的种类有关。因此,氢脆化通常表现为延迟断裂。 氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、 锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。