
2026-05-28
氢脆 (HE) 是高强度螺栓、螺钉、螺母和其他紧固件中最严重但经常被忽视的失效模式之一。即使在远低于紧固件额定容量的负载下,它也会在拉伸应力下导致突然的脆性断裂。对于在严苛应用中依赖螺纹紧固件的工程师、采购团队和质量经理来说,了解 HE 至关重要。
当原子氢穿透螺栓或螺钉的金属晶格时,就会发生氢脆。氢原子扩散到钢的晶界中,降低延展性和断裂韧性。结果是:紧固件看起来完好无损,但在持续负载下可能会毫无征兆地破裂。
| 工艺流程 | 风险等级 | 注释 |
| 电镀(锌、镍) | 高 | 阴极表面产生氢气 |
| 酸洗/除垢 | 高 | 长时间暴露在酸中会使 H 渗入钢中 |
| 紧固件附近的焊接 | 中等 | 电弧焊释放氢气 |
| 腐蚀性使用环境 | 中等 | H2S、水分加速吸收 |
| 达克罗 / Geomet 涂层 | 低 | 水基,无氢参与 |
注:达克罗和类似的水性涂层技术被广泛推荐作为高强度螺栓和六角螺栓传统电镀的无氢脆替代品。
低强度螺钉和螺栓(4.8 / 6.8 级)由于延展性较高,通常不易受影响。
高强度螺栓避免电镀。选择:
如果电镀不可避免,请在电镀后 4 小时内将紧固件在 190-220 摄氏度下烘烤 8-24 小时,以赶出残留的氢气。这是 ASTM F1941 和 ISO 4042 标准所要求的。
采购螺栓和螺钉时,请参考:
扭矩过大会加速易受 HE 影响的螺栓中的裂纹萌生。使用经过校准的扭矩扳手并遵循制造商的规格。
| 因素 | 详情 |
| 受影响最大的紧固件 | 高强度螺栓和螺钉(10.9、12.9级) |
| 主要原因 | 电镀或酸处理时吸氢 |
| 故障类型 | 持续拉伸载荷下的延迟脆性断裂 |
| 最好的预防 | 达克罗 / Geomet 涂层或镀后烘烤缓解 |
| 主要标准 | ISO 15330、ASTM F1941、ASTM F606 |
氢脆是一种可预防的故障模式。指定正确的表面处理(尤其是达克罗涂层螺栓和 Luxubao 涂层螺钉)是消除关键组件中 HE 风险的最简单、最具成本效益的方法。
由 FUJINRUI Metal Products 出版——面向全球市场的防腐紧固件和表面处理螺栓专家。