氫致延遲斷裂

• 斷裂多發(fā)生在螺紋牙底或頭部與桿部過渡位置等應(yīng)力集中處；

• 斷口附近無宏觀塑性變形，斷口平齊，結(jié)構(gòu)粗糙，氫脆斷裂區(qū)呈結(jié)晶顆粒狀，色澤為亮灰色，斷面干凈，無腐蝕產(chǎn)物；

• 氫脆斷口上一般可見放射棱線；

• 氫脆斷裂源可在表面，也可在次表層，這主要與拉伸應(yīng)力水平、加載速率及缺口半徑、氫濃度的分布等因素有關(guān)。

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• 氫脆斷口微觀形貌受到諸多因素的影響：材料種類、材料成分、強(qiáng)度級別、組織形態(tài)、晶粒大小、加工方式、使用環(huán)境 、受力條件、工作時(shí)間及氫含量等；
• 氫脆裂紋一般無分叉；
• 斷口微觀形貌一般顯示沿晶分離，也可能是穿晶的；
• 高強(qiáng)鋼沿晶面平坦，沒有附著物，有時(shí)可見白亮的、不規(guī)則的細(xì)亮條，這種線條是晶界最后斷裂位置的反映，并存在大量的雞爪形的撕裂棱；

• 氫脆斷裂微觀形貌在斷口的不同區(qū)域呈現(xiàn)過渡變化特征與裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子K有關(guān)；

• 裂紋開裂早期，K值較低，斷口呈晶間斷裂。裂紋再向前擴(kuò)展，在中等K值下，斷口微觀形貌呈現(xiàn)為解理開裂特征，并逐漸向準(zhǔn)解理與韌窩形貌轉(zhuǎn)變；在K值很大時(shí)，斷口一般呈現(xiàn)穿晶+韌窩或韌窩形貌。

氫脆斷裂的判據(jù)

• 緊固件是否是延遲斷裂；
• 緊固件工作應(yīng)力主要是拉應(yīng)力，沒有使用的緊固件一般是受到較大的殘余應(yīng)力作用所致；
• 氫脆斷裂的臨界應(yīng)力極限σH隨著材料強(qiáng)度的升高而急劇下降；一般鋼硬度低于22HRC時(shí)不發(fā)生氫脆斷裂而產(chǎn)生鼓泡；
• 起裂區(qū)微觀呈沿晶形貌，晶面可見雞爪狀撕裂棱和晶間二次裂紋；

• 氫含量并非為發(fā)生氫脆的唯一判決，受多種因素共同影響，對于高強(qiáng)度緊固件，甚至氫含量在低于1ppm的情況下也會(huì)發(fā)生延遲斷裂。