波形垫圈紧固件延迟断裂机制

　　无论从检验结果，还是理论分析都认为：氢含量偏高是波形垫圈产生延迟断裂的主要原因，延迟的过程实际上是氢在弹簧钢中扩散、聚集，造成断裂的过程。关于氢致开裂的机理众说纷纭，有三大类：压力理论、结合能理论和过程理论，这三种理论对氢致开裂过程的描述是一致的，这个过程可简述如下：

　　①钢中的氢来自内生和外部渗入两个途径。

　　内生指冶炼时溶解了钢中的氢，随着温度降低溶解度下降，氢在钢内的不规整处，如晶界、相界或微裂纹处析出;氢在钢中形成间隙固溶体，由于奥氏体的间隙大于铁素体，氢在奥氏体中的溶解度大于在铁素体的溶解度，钢锭冷却过程中，奥氏体转变为铁素体时必然有氢析出。外部渗入指波形垫圈在酸洗、电镀或在酸性环境中使用，氢气由外部渗入钢中。波形垫圈经酸洗、镀锌处理后钢中氢含量从0.1PPm上升到11PPm是典型的外部渗氢实例。

　　②在250℃以下，钢中的合金元素和夹杂物几乎不能扩散，氢原子直径小(0.106nm)仍能活跃地进出，因此氢气的渗入和去除是可逆的。

　　③钢的组织结构不均匀，内部应力集中都会导致氢在钢中局部区域集聚，这些氢集聚的区域俗称“氢陷阱”。

　　④组织陷阱指钢中晶界、相界、夹杂物与基体交界处和显微空隙处，落入陷阱中的氢成为不可逆的氢。

　　⑤应力陷阱指钢材压力加工和热处理使得内部晶格畸变、位错堆积、夹杂物的破碎、显微空洞和微裂纹处成为氢的汇聚点。

　　摘自《紧固件》