不锈钢板氢脆现象的产生原理

不锈钢板氢脆现象一般表现为应力作用下的材料延迟断裂情况。关于氢脆现象，常见的例如有汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等配件在装配之后数小时内陆续产生断裂，其断裂比例甚至高达40%-50%左右。

不锈钢板氢脆

不过有的氢脆并不表现为延迟断裂现象，比如电镀挂具（钢丝、铜丝）因为经多次电镀与酸洗退镀，渗氢比较严重，在使用中经常会发生一折就发生脆断的现象；猎枪精锻用的芯棒，经多次镀铬之后，堕地断裂情况；有的淬火零件由于内应力较大，在酸洗时也容易形成裂纹。这些零件的渗氢情况比较严重，不需要外加应力就会形成裂纹，是再也无法通过去氢来恢复原有的韧性的。

下面来讲下氢脆现象的详细机理，延迟断裂现象的形成是因为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多（原子点阵错位、空穴等）。当氢扩散到这些缺陷处，氢原子会变成氢分子，形成巨大的压力，这个压力和不锈钢板内部的残留应力与材料受的外加应力，共同形成一个合力，当这合力大于材料的屈服强度，就会促使断裂发生。氢脆既然和氢原子的扩散相关，扩散就是需要时间的，扩散的速度和浓差梯度、温度和材料种类有关。所以氢脆一般表现为延迟断裂。

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。镀镉层是最难扩散的，镀镉时产生的氢，最初停留在镀层中和镀层下的金属表层，很难向外扩散，去氢特别困难。经过一段时间后，氢扩散到不锈钢板内部，尤其是进入不锈钢板内部缺陷处的氢，就很难扩散出来。常温下氢的扩散速度相当缓慢，所以需要即时加热去氢。温度升高，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，不得处于某些不锈钢板的脆性回火温度，不破坏镀层自身的性能。