3 紧固件早期失效断裂的若干影响因素
    3.1螺栓的延迟断裂
    摩托车紧固件，如高强度螺栓和弹性垫圈等，都有延迟断裂（氢脆开裂）的可能。氢脆开裂是环境氢从工件表面沿晶界进驻晶界并向内扩散，H原子在此聚集，并在应力作用下最终导致沿晶界开裂。一般是典型的脆性断裂的断口形貌，既不是由于过度拧紧或过载导致的静态失效，也不是由于交变载荷引起的疲劳断裂。破坏形式和金相组织的外观上应力腐蚀破坏和氢脆破坏是一致的，应力腐蚀的基本条件是“延迟断裂是在装配2～48 h甚至更长以后发生”。
    延迟断裂是一个过程，促进该过程的4个因素是材料的强度（硬度）、应力集中、形变比和环境。
    3.1.1螺栓的强度（硬度）
    氢脆敏感性随钢铁材料强度的提高急剧增加，特别是当抗拉强度超过1 000 Mpa后，氢脆几乎是不可避免的破环性因素。此外，氢脆又具有组织敏感性的特征，尤其是作为强化相的马氏体等非平衡组织引发氢脆的概率远远高于铁素体等平衡组织。
    一般抗拉强度低于1 000 Mpa不容易发生氢脆断裂，但低于10.9级螺栓有时也会发生氢脆失效。对于8.8级小规格45钢电镀螺栓，表面处理或驱氢不当，在服役初期发生断裂，强度Rm仅为1 000 MPa左右，SEM断口形貌上具有准解理、二次裂纹、撕裂棱等氢脆特征，其原囚在于螺栓的实际强度高于标准中的抗拉强度，且在酸洗、电镀后未及时驱氢。
    3.1.2螺栓的应力集中
    螺栓的应力集中率越大，就越容易发生延迟断裂。据统计，当应力集中率在4～7以上时，材料的延迟断裂强度降低。头下圆角半径和不完整螺纹的尖锐缺口处是重点防范区，同时，也需关注一般的螺纹区域。此外，具有超大公称直径的螺栓更要注意，因为它的螺纹螺距相对较小，从而增加了应力集中率。
    40Cr钢10.9级螺栓，由于其热处理状态为调质态，组织为回火索氏体，一般不易发生氢脆断裂。实际上，由于螺栓实际强度偏高可在1 180 MPa左右，导致其发生氢脆断裂失效的案例并不在少数。
    3.1.3螺栓的形变比
    当材料承受大的塑性变形（形变比大）时，例如细金属线材经冷徽成型成为一个带大头部的螺栓时，它将对延迟断裂敏感。在这种情况下，螺栓必须进行去应力退火。
    3.1.4环境条件
    在环境方面，腐蚀环境是不利的，因为腐蚀环境易产生氢气。对氢脆敏感性的高强度螺栓在使用过程中，如在高温氢（或致氢介质）环境中使用会发生高温氢腐蚀，在常温条件下与环境的水、腐蚀性介质等长时间接触会导致螺栓表面发生电化学腐蚀，如果发生析氢腐蚀反应可导致螺栓表面吸氢而发生环境氢脆。设计人员应认真分析产品使用环境，选择合适的材料及表面防护技术，确定明确的使用要求，防止高强度螺栓在使用过程中发生环境氢脆。
    对电镀锌的螺栓、螺母在电镀后2h内，及时进行190～210℃×8～12h的烘烤热处理，称为驱氢处理。其目的是通过加强H原子的热运动，使聚集于材料表面的H原子从工件表面逸出，或内部扩散，降低局部浓度，减轻H原子的聚集，以防止氢脆断裂。驱氢只能减轻而不能彻底消除氢脆隐患，尤其是要防止不完全的驱氢。

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