酸洗相关：氢脆的原理

氢脆

氢脆的控制在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。

因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。

析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢脆。

氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。

表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,以使氢脆的影响降低到最低限度。

一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。

曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%～50%。

某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。

另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。

这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。

2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于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)。

氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。

氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。

因此,氢脆通常表现为延迟断裂。

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,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,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。

氢脆的概念、机理及应对措施详解

氢脆的概念、机理及应对措施详解一、氢脆的概念氢脆是指金属材料在冶炼、加工、热处理、酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象。

人们不仅在普通的钢材中发现氢脆现象，在不锈钢、铝合金、钛合金、镍基合金和锆合金中也都有此现象。

从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低。

在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断。

二、氢脆的机理氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：1、在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹。

2、在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷。

甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤。

3、在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆。

金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格。

氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近。

金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中。

在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域。

由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断。

另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展。

还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展。

4、某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物。

什么是氢脆现象

什么是氢脆现象？那位高人能给解释一下啊我也来说两句查看全部回复最新回复大漠孤星(2009-3-01 21:57:47)压力容器的氢脆是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。

高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。

造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。

或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。

钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。

它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。

腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。

介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。

温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。

钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。

钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。

zhangyong6404 (2009-3-01 23:23:51)氢脆是金属材料在氢与应力的联合作用下产生的破坏现象.它使材料突然脆断造成严重的事故。

songgaojie_610 (2009-3-02 00:32:47)针对于合金钢而言，由于晶构内进入氢，而产生的一种金属变翠的现象。

它对合金的破坏是致命的！！是毁灭性的！！最终幻想(2009-3-02 13:06:33)楼主到这里看看有没有您需要的。

/search.php? ... mp;searchsubmit=yeshljrjh (2009-3-02 13:16:07)1、氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。

酸洗去氢的原因

酸洗去氢的原因
酸洗去氢是一种常见的表面处理技术，常用于金属材料的清洁和去除氢气。

它的原理主要是利用酸性溶液的腐蚀作用来清除金属表面的氢气，以防止产生氢脆性和其他金属失效问题。

酸洗去氢能够有效地去除金属表面的氢气。

在金属表面存在氢气时，容易导致金属材料发生氢脆性现象，使材料变得脆弱易碎。

而酸洗去氢能够通过酸性溶液的作用，将金属表面的氢气与酸中的氢离子反应生成水，从而达到去氢的目的。

酸洗去氢还能够清洁金属表面的杂质。

在金属的制备和加工过程中，往往会附着一些杂质和污染物，如油脂、灰尘等。

这些杂质会影响金属材料的性能和质量。

通过酸洗去氢，不仅可以去除金属表面的氢气，还能够将这些杂质和污染物一并清除，使金属表面变得更加干净。

酸洗去氢还能够修复金属材料的表面缺陷。

在金属的加工和使用过程中，往往会产生一些表面缺陷，如氧化、腐蚀等。

这些表面缺陷不仅会影响金属材料的外观，还会降低其性能和寿命。

通过酸洗去氢，可以将金属表面的缺陷和氧化物等物质溶解掉，从而修复金属表面，使其恢复原有的性能和外观。

总的来说，酸洗去氢是一种有效的金属表面处理技术，它能够去除金属表面的氢气、清洁金属表面的杂质和污染物，修复金属材料的
表面缺陷，从而提高金属材料的性能和质量。

在工业生产和科学研究中，酸洗去氢技术被广泛应用，为我们提供了更优质的金属材料和产品。

热镀锌后氢脆现象_概述说明以及解释

热镀锌后氢脆现象概述说明以及解释1. 引言1.1 概述热镀锌是一种常见的防腐涂层工艺，它在金属材料表面形成了一层锌保护层，有效地延长了金属材料的使用寿命。

然而，在一些情况下，热镀锌后的金属材料可能出现氢脆现象，这会严重影响其力学性能和使用安全。

因此，深入了解热镀锌后的氢脆现象及其机理对于改进工艺以及确保产品质量具有重要意义。

1.2 文章结构本文将首先介绍热镀锌工艺的基本概述，并对氢脆现象进行详细说明。

随后，我们将分析导致热镀锌后氢脆现象的主要因素，并解释其机理。

此外，我们将探讨减少和解决热镀锌后氢脆现象的方法，包括工艺改进、材料选择和处理技术优化以及调控环境条件等方面。

最后，通过总结结论并展望未来研究方向，为读者提供一个全面了解和深入思考这一问题的框架。

1.3 目的本文的目的是全面概述热镀锌后的氢脆现象，并探讨其机理与解决方法。

通过系统地阐述相关知识，旨在增加人们对热镀锌工艺过程中可能出现的问题的认识，并为工程技术人员和研究人员提供指导，以确保产品质量和使用安全性。

此外，本文也希望引发更多进一步研究这一问题的兴趣，为未来相关领域的发展提供新思路。

2. 热镀锌后氢脆现象2.1 热镀锌工艺概述热镀锌是一种常见的表面处理技术，通过将金属材料浸入熔融的锌液中进行覆盖，形成一层锌保护膜。

这种工艺可以有效地防止金属材料氧化和腐蚀，提高其耐久性和使用寿命。

2.2 氢脆现象说明然而，尽管热镀锌可以提供优异的防腐保护，但在一些情况下，被热镀锌处理过的金属材料可能会出现氢脆现象。

氢脆是指由于金属结构中吸附了过多的氢而引起的材料变脆和易碎的现象。

在热镀锌过程中，氢可以通过电解反应或其他途径进入被处理金属内部，并导致氢脆现象。

2.3 影响因素分析导致热镀锌后氢脆的主要因素可归纳为以下几点：首先，酸洗环节中残留的酸洗液或其他含有水分和易溶解氢的物质可能会进入金属材料内部，引起氢脆现象。

其次，热镀锌过程中产生的高温环境有利于氢在金属结构中的扩散。

氢脆的原理与预防

去氢处理，也称除氢处理，一般对电镀前后必须进行工序，特别是对高强度高硬度的零件在电镀工艺中。

氢脆的原理与预防在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。

因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。

析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢脆。

氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。

表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,氢脆的影响降低到最低限度。

一、氢脆1氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。

曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%～50%。

某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。

另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。

这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。

2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于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)。

氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。

氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。

因此,氢脆通常表现为延迟断裂。

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,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。

(完整版)氢脆问题汇总

氢脆（hydrogen embrittlement）是指金属材料在冶炼，加工，热处理，酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象．从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低．在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断．氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：1. 在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹．2. 在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷．甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤．3. 在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆．金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格．氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近．金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中．在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域．由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断．另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展．还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展．4. 某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物．氢化物是一种脆性相组织，在外力作用下往往成为断裂源，从而导致脆性断裂．氢脆给人类利用金属带来了风险，因此研究氢脆的目的主要在于防止氢脆，由于氢脆的原因很多，而且人类的认识也不够透彻完整，所以现在还无法完全防止氢脆．目前防止氢脆的措施有以下几种：1. 避免过量氢带入--在金属的冶炼过程中降低相对湿度，对各种添加剂和钢锭模进行烘烤保持干燥．2. 去氢处理--减缓钢锭冷却速度使氢有足够的时间逸出，或把钢材放在真空炉中退火除氢．3. 钢中添加适当的合金元素，形成弥散分布的第二相，做为氢的不可逆陷阱，使得材料中的可活动氢的含量相对地减少，从而降低材料的氢脆倾向．4. 发展新的抗氢钢种，氢在体心立方晶体结构中的扩散速度比六角密堆结构或面心立方结构中的扩散速度高得多，所以抗氢钢常以具有面心立方结构的相为基，再加其他强化措施，可使其满足使用强度要求．5. 采用适当的防护措施--在酸洗或电镀时在酸液或电解液中添加缓蚀剂，使溶液中产生的大量氢原子在金属表面相互结合成氢分子直接从溶液中逸出，避免氢原子进入金属内部．此外，在构件外涂敷防腐层或在工作介质中施加保护电位，可避免构件与介质反应生成氢．一般在使用氧炔焰时产生氢脆的可能性比较小。

氢脆现象的原因和处理措施

氢脆钢材中的氢会使材料的力性能脆化，这种现象称为氢脆。

氢脆主要发生在碳钢和低合金钢。

钢中氢的来源主要为下列四个方面：（1）冶炼过程中溶解在钢水中的氢，在结晶冷凝时没有能及时逸出而存留在钢材中；（2）焊接过程中由于水分或油污在电弧高温下分解出的氢溶解入钢材中；（3）设备运行过程中，工作介质中的氢进入钢材中；（4）钢试件酸洗不当也可能导致氢脆。

含氢的钢材，当应力大于某一临界值时，就会发生氢脆断裂。

氢对钢材的脆化过程是一个微观裂纹在高应力作用下的扩展过程。

脆断应力可低达屈服极限的20%。

钢材的强度愈高（所承受的应力愈大），对氢脆愈敏感。

容器中的应力水平，包括工作应力及残余应力是导致氢脆很重要的因素。

氢脆是一种延迟断裂，断裂迟延的时间可以仅几分钟，也可能几天。

氢脆断裂只发生在100~150C的温度范围内，很低的温度不利于氢的移动和聚集，不易发生氢脆，而较高的温度可以使氢从钢中逸出，减少钢中的氢浓度，从而避免脆化。

焊后保温及热处理就是利用高温下氢能从钢中扩散逸出的原理，用来降低焊缝中氢含量，它是改善焊接接头力学性能的有效措施。

氢对钢铁材料的危害性较大，由于氢而导致材质劣化的现象统称为氢损伤。

氢损伤的形式有很多种，除了氢脆以外，还有因氢在钢板分层处聚集引起的氢鼓泡；氢在钢材中心部位聚集造成的细微裂纹群，称为白点；以及钢在高温高压氢（对碳钢，温度大于250℃．氢分压大于2MPa）作用下的氢腐蚀。

发生氢腐蚀时，钢的组织发生脱碳，渗碳体分解，沿晶界出现大量微裂纹，钢的强度、韧性丧失殆尽。

无损检测不能检测和判定清脆。

其余种类的氢损伤检测：氢鼓泡一般用肉眼便可观察到；白点可应用超声波检测方法测出来；氢致表面裂纹可应用磁粉或渗透方法检测出来；氢腐蚀可通过硬度试验和金相方法检测和判定。

氢脆

氢脆氢脆（hydrogen embrittlement）是指金属材料在冶炼、加工、热处理、酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象．人们不仅在普通的钢材中发现氢脆现象，在不锈钢、铝合金、钛合金、镍基合金和锆合金中也都有此现象．从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低。

在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断。

氢脆的机理氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：•在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹．•在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷．甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤．•在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆．金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格．氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近．金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中．在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域．由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断．另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展．还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展．•某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物．氢化物是一种脆性相组织，在外力作用下往往成为断裂源，从而导致脆性断裂．如何防止氢脆氢脆给人类利用金属带来了风险，因此研究氢脆的目的主要在于防止氢脆，由于氢脆的原因很多，而且人类的认识也不够透彻完整，所以现在还无法完全防止氢脆．目前防止氢脆的措施有以下几种：•避免过量氢带入--在金属的冶炼过程中降低相对湿度，对各种添加剂和钢锭模进行烘烤保持干燥．•去氢处理--减缓钢锭冷却速度使氢有足够的时间逸出，或把钢材放在真空炉中退火除氢．•钢中添加适当的合金元素，形成弥散分布的第二相，做为氢的不可逆陷阱，使得材料中的可活动氢的含量相对地减少，从而降低材料的氢脆倾向．•发展新的抗氢钢种，氢在体心立方晶体结构中的扩散速度比六角密堆结构或面心立方结构中的扩散速度高得多，所以抗氢钢常以具有面心立方结构的相为基，再加其他强化措施，可使其满足使用强度要求．•采用适当的防护措施--在酸洗或电镀时在酸液或电解液中添加缓蚀剂，使溶液中产生的大量氢原子在金属表面相互结合成氢分子直接从溶液中逸出，避免氢原子进入金属内部．•此外，在构件外涂敷防腐层或在工作介质中施加保护电位，可避免构件与介质反应生成氢．。

氢脆的原理与预防

去氢处理，也称除氢处理，一般对电镀前后必须进行工序，特别是对高强度高硬度的零件在电镀工艺中。

氢脆的原理与预防在任何电镀溶液中 ,由于水分子的离解 ,总或多或少地存在一定数量的氢离子。

因此 ,电镀过程中 ,在阴极析出金属（主反应）的同时,伴有氢气的析出（副反应）。

析氢的影响是多方面的 ,其中最主要的是氢脆。

氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一 ,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂 ,造成严重的事故。

表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术 ,氢脆的影响降低到最低限度。

、氢脆 1 氢脆现象氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。

曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件 ,在装配之后数小时内陆续发生断裂 ,断裂比例达40%〜50%。

某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂 ,曾组织过全国性攻关 ,制订严格的去氢工艺。

另外 ,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象 ,例如 :电镀挂具（钢丝、铜丝）由于经多次电镀和酸洗退镀 ,渗氢较严重 ,在使用中经常出现一折便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 ;有的淬火零件（内应力大）在酸洗时便产生裂纹。

这些零件渗氢严重 ,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。

2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于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）。

氢扩散到这些缺陷处，氢原子变成氢分子，产生巨大的压力，这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力，组成一个合力，当这合力超过材料的屈服强度，就会导致断裂发生。

氢脆既然与氢原子的扩散有关，扩散是需要时间的，扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。

因此，氢脆通常表现为延迟断裂。

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。

氢脆

氢脆(或称氢损伤概念压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。

高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。

氢的来源1）可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。

2）设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；3）使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。

钢发生氢脆的特征1）表现在微观组织上。

它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。

2）宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。

介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。

温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。

3）钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。

4）一些没有基本技术要求的钢材在高温（例如焊接）条件下就容易产生氢脆。

例如Q235牌号的钢在焊接过程中，虽然焊接看起来很容易、很好，但是钢铁本身已经溢出了有害的氢破坏了钢铁的结晶组织，使得钢铁在这里变得脆弱，容易断裂，大大降低了钢铁在这个部位的强度5）氢脆是指，高强度钢在富氢环境（液体、气氛）中进行处理时，氢原子会向钢基体中渗透，使高强度钢出现塑性和韧性降低，甚至脆裂的现象称为氢脆。

如弹簧件电镀时，在除油、浸蚀、电镀工序中，均易发生基体或镀层渗氢。

其后果轻者镀层鼓泡、脱皮; 重者产生氢脆导致弹簧断裂避免氢脆的措施1）钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生2）出现氢脆的工件通过除氢处理（如加热等）也能消除氢脆；如电镀件的去氢都在200～240度的温度下，加热2～4小时可将绝大部分氢去除3）利用正火、时效等方法可进行去氢处理。

去氢脆原理

合金材料产生氢脆分析凡是经过热处理而镀锌/镀合金镍的产品(特别是中/高碳钢)或经浓酸处理的产品,一定要去氢处理,一般要求在电镀后3小时内加热恒温200度左右进4-24小时去氢.可能参考<材料力学性能>.凡是硬度超过32HRC的产品，电镀时都会产生氢脆风险；且硬度越高，氢脆风险越大。

硬度大于HRC39(HV390)的不宜电镀,硬度大于HRC32的镀后必需除氢.电镀氢脆主要是因为在酸洗时跟氢离子接触引起的，氢脆现象一般在使用后24小时内发生的断裂现象。

所以高硬度产品电镀后都要做去氢处理；一般在电镀后4小时内，放入200摄氏度左右的去氢炉里去氢4小时左右即可。

去除氢脆措施：当氢原子进入钢或某些其他金属制品，如铝或钛合金，在低于屈服强度的应力状态下的或合金的公称强度下，它将可能导不能导致延伸性或承载能力丧失，裂纹（通常是亚微观的）或严重的脆性失效。

这种现象在合金中经常发生，表现为：当用常规拉力试验检查时，虽在延伸性方面无显著降低，但通常被以为是由于氢而导致延迟脆性失效，氢应力裂纹或氢脆。

在热处理，气体渗碳，清洗，包装，磷化处理，电镀，自身催化过程中，氢原子也可能进入，如辗制螺纹，机加工和钻削中因不适当的润滑而烧焦，还有焊接或钎焊工序，零件经机械加工，磨削，冷成形或冷拔后，尤其再进行淬硬热处理，则极易氢脆破坏。

研究结果表明：易受氢脆影响的任何材料，在一个给定的试验中，在直接显示其滞留氢的密度（取样的型式和有效性），因此，时间-温度烘干过程的关系取决于和钢的成分与结构，以及镀层金属材料的电镀的过程，此外，对最高强度的钢，随着时间和温度的降低，烘干过程的效果会迅速减小。

降低应力的措施：加工硬度大于功等于320HV，并进行电镀的紧固件可增加应力释放过程。

但这一过程应在A。

3规定的清洗过程之前进。

如果该过程按第12章提供的要求进行则该过程的温度和时间的持续时间应按零件的设计，磨削，冷成形或冷拔后的热处理则应符合ISO ９５８７规定，在有意引入残余应力的情况下，应力释放不会健康令人满意，如螺钉在热处理后辗制螺纹。

氢脆介绍基础知识

氢脆介绍基础知识一：什么是氢脆?压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。

高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。

造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。

或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。

钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。

它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。

腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。

介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。

温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。

钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。

钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。

hydrogen embrittlement氢能进人许多金属，典型的如铂、钯以及储氢合金等，也能进入钢铁。

当金属铁上阴极出氢时，氢离子或水分子放电后成为吸附在铁表面的氢原子，两个吸附氢原子可以复合成氢分子而逸出，但也可以越过铁的表面，并扩散进入金属的晶格。

它会在缺陷处富集，同样复合成氢分子，并逐步增大压强，在钢铁结构内部造成裂缝，降低其强度，甚至破裂。

这就是钢铁的“氢脆”，在电镀过程中以及对于输送含有硫化氢的油、气管道最为常见。

在介质中加入适当的缓蚀剂是有效的防护方法。

——摘自《化学辞典》（2004年4月，化学工业出版社）Hydrogen embrittlement氢进入金属内部，使金属中存在氢或氢与金属生成氢化物而导致金属脆化。

酸洗去氢的原因-概述说明以及解释

酸洗去氢的原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述酸洗去氢是一种常见的金属表面处理方法，广泛应用于钢铁、铜、铝等材料的加工和制造过程中。

酸洗去氢的主要目的是通过酸性介质的腐蚀作用，去除材料表面的氢化物和氢，以改善其物理、化学和机械性能。

在金属制造过程中，例如冷轧、热轧、焊接和热处理等工艺，通常会产生氢化物和氢。

氢化物的存在会导致金属强度降低、脆性增加、抗疲劳性能下降等问题，而氢的存在则容易引起金属的氢脆破裂，严重影响零件的安全和可靠性。

酸洗去氢的机理主要是通过酸性介质中氢离子的腐蚀作用，将氢化物逐渐析出，并将氢从金属表面解吸出来。

酸洗去氢的常用酸液有盐酸、硫酸、硝酸等，其中盐酸常用于不锈钢的酸洗去氢过程中。

酸洗去氢对金属材料具有多重好处。

首先，通过去除氢化物和氢，金属的强度和韧性得到提高，从而增加了材料的可靠性和使用寿命。

其次，酸洗去氢能够去除金属表面的氧化物和颗粒杂质，提高金属的光洁度和表面质量。

此外，酸洗还能够清除金属表面的油污和其他污染物，保证下一道工序的顺利进行。

然而，酸洗去氢也存在一些问题和挑战。

首先，酸洗液的选择和处理对于去氢效果至关重要，不同金属材料需要使用不同的酸洗液，并且酸洗液的循环使用和废液的处理也需要考虑环境污染的问题。

其次，酸洗过程中的操作条件和控制也是关键因素，过高或过低的酸洗温度、时间和浓度都可能对金属表面造成负面影响。

总之，酸洗去氢是一种重要的金属表面处理方法，其通过去除氢化物和氢，能够改善材料的性能和质量。

在实践应用中，对于不同材料和工艺的酸洗去氢过程，需要综合考虑材料的化学成分、加工工艺和使用环境等因素，以确保酸洗效果的最佳化和工艺的稳定性。

未来，随着金属工艺和材料科学的不断发展，酸洗去氢技术也将不断进步和完善，为金属制造业的可持续发展提供更多有力的支持。

1.2文章结构在文章结构部分，我们将详细介绍本文的组织结构和每个部分的主要内容。

通过清晰的结构安排，读者可以更好地理解文章的逻辑和论证。

工艺氢脆原因机理及常见控制手段

工艺丨氢脆原因机理及常见控制手段一、氢脆产生的机理因热处理、机加工、电镀、电焊、酸洗、磷化、材料腐蚀等因素导致氢原子渗入钢和其他金属如铝、钛合金中，由于在每一个铁离子的立方晶格中只能容纳一个氢原子，所以它虽自由的移动和扩散，但不可能有二个氢原子相遇形成氢分子，但被吸收的氢原子具有向应力集中的部位扩散和移动的能力，这时，如果在应力集中部位由于位错而产生晶格缺陷时，氢原子进入晶格间隙，相互汇合形成氢分子，从而致使钢的组织破坏，形成钢的氢脆。

而由于氢原子向应力集中的部位扩散和积聚需要时间，这就是为何氢脆主要的表现特征为延迟断裂。

二、造成产品氢脆的几大因素1、原材料钢的强度越高越容易导致氢脆。

高强度钢的韧性会随着其强度的增高而下降，因此这种材料对缺口、氢脆以及应力腐蚀很敏感，尤其是氢脆性会使这些材料在其设计载荷能力以下发生破坏。

也就是说材料在渗氢的情况下，在低于其屈服强度的应力条件下，容易发生早期脆性断裂，而且材料强度级别越高，渗氢程度越严重，所受应力越大，氢脆风险性也越大。

美国对氢脆敏感的SAE4340钢做过实验，当其抗拉强度低于1250MPa时，吸收了1～10PPM的氢而不会发生氢脆，但经过热处理后，强度达到1760MPa～1920MPa时，仅吸收了0.03～0.05PPM 的氢，就会发生显著的氢脆断裂。

而采用抗拉强度小于780MPa的普通钢，即使吸收了10～30PPM的氢，也未发现有氢脆断裂现象。

2、机械加工在电镀前的加工过程中，如轧制成型、机械加工、钻孔、磨削中，由于润滑剂的选用不当造成分解会导致氢渗入金属中。

硬化热处理后经机械加工、磨削、冷成型冷矫直处理的制件对氢脆损伤特别敏感。

同时如在冷轧、冲裁、压弯、磨削等机加工过程中使得零件表面产生加工裂纹，会导致零件裂纹处渗氢后很难经烘烤将氢析出。

同时裂纹处又是应力集中区，很容易造成零件在裂纹处延时断裂。

下图所示为一款65Mn材料的组合螺母，因表面有严重的机加工裂纹，导致在电镀后采用GBT/3098.17进行氢脆测试过程中发生氢脆断裂。

氢脆化的原因来自酸

氢脆化的原因来自酸(氢)在电镀过程中(主要是盐酸酸洗槽和酸性电镀槽液)残留在紧固件的表面或是镀层中, 表层仍然被电镀层覆盖,但是在电镀层下方的酸(氢)直接对铁材腐蚀;时间一拉长,锈蚀会越来越严重,紧固件内部有锈蚀,在使用上(锁进木头或螺帽)就容易造成断裂,就叫做氢脆化.
传统电镀氢脆化来源：1，盐酸酸洗
2，酸性电镀槽液
红利锌较无氢脆化问题：1，脱脂--- 酸洗后(氢气) ---- 电解脱脂，酸碱中和加上电解减少氢离子
2，镀槽是碱性槽液的，比较不会造成氢脆化。

酸洗过程中氢脆的形成

参考文献：庞兆夫,李文竹,黄磊. 钢丝酸洗中氢脆的形成及预防措施[J]. 鞍钢技术, 2008(6): 25-28,32进行阴极酸洗，金属作为阴极时，电解液中的H+得电子变成活性氢原子，氢逸出，一部分以氢原子状态向金属内部扩散，当氢原子进原子一部分结合成 H2入金属点阵时会发生几种有关的现象: 首先,氢元素能够扩散到空隙等开放体积分子比氢原子的扩散率低得多, 因此被捕区域,氢在那里重新结合形成氢气。

H2陷在空隙中导致局部内拉伸应力增大。

然后,在一定的应力作用下(外载荷作用产生的附加应力或钢中存在的残余应力),在局部的应力集中区产生滑移和塑性形，进而产生微裂纹核。

当然,这种微裂纹核可能由冷、热加工所引起而早存在于内部。

例如,在一已有裂纹前沿的三向应力区内,由于位错的塞积而产生微裂纹核。

这些微裂纹核如果没有氢的进一步作用,一般是不会扩展的。

但当钢中溶入一定量的氢气,氢原子向微裂纹中扩散,并在微裂纹中结合氢分子,对壁面产生高压力,由捕获气体产生的内压力能够达到1MPa , 促使微裂纹长大。

最后许多微裂纹互相合并, 并与原有裂纹连接。

于是裂纹向前扩展,这样不断地循环, 裂纹继续不断地向前扩展, 直到剩余的有效截面小到不能支撑外载荷时, 即产生瞬时破坏。

这就是氢脆的位错假设学说。

氢原子很小,和碳原子一样会在晶格缺陷处偏聚,如晶界、相界,降低晶界的表面能,脆化晶界,甚至在晶界上形成微裂纹,并提供裂缝通道。

因此,一般认为氢脆是由于氢优先渗入晶界而削弱了晶界,或者渗入钢中的氢在晶界聚集造成巨大的内应力而削弱了晶界的结果，这就是晶界假设学说。

不论哪一种学说,都集中在氢原子的渗入、扩散、应力三者之间的关系上。

氢脆

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主要是将酸洗控制好。主要是将酸洗控制好。首先，尽量缩短酸洗时间；首先，尽量缩短酸洗时间；其次，加缓蚀剂，其次，加缓蚀剂，减少产氢量
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电镀过程中,在阴极析出金属主反应电镀过程中在阴极析出金属(主反应在阴极析出金属主反应) 的同时,伴有氢气的析出副反应)。伴有氢气的析出(副反应的同时伴有氢气的析出副反应。析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢的影响是多方面的其中最主要的是氢脆。氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中患之一析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故造成严重的事故。就可能断裂造成严重的事故。表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,以使氢脆的影响降低到最低限度技术以使氢脆的影响降低到最低限度
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避免和消除的措施
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1 减少金属中渗氢的数量在除锈和氧化皮时, 尽量采用吹砂除锈, 若采用酸洗, 化皮时尽量采用吹砂除锈若采用酸洗需在酸洗液中添加若丁等缓蚀剂; 在除油时, 需在酸洗液中添加若丁等缓蚀剂在除油时采用化学除油、清洗剂或溶剂除油, 采用化学除油、清洗剂或溶剂除油渗氢量较少, 若采用电化学除油, 先阴极后阳极; 较少若采用电化学除油先阴极后阳极在电镀时, 在电镀时碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。氢量较少。 2 采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层 3 镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患
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氢
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义
2. 氢
现
3.氢脆机理

酸洗去氢的原因

酸洗去氢的原因
酸洗去氢是一种常用的金属表面处理方法，其主要目的是去除金属表面的氢气，以避免氢脆性的发生。

酸洗去氢的原因主要包括以下几个方面。

金属在制备、加工和使用过程中，往往会与水、酸、碱等介质接触，从而形成氧化物、氢化物等化学物质。

特别是在一些高温、高压、高强度的工艺条件下，金属表面会吸附大量氢气。

这些氢气会渗入金属内部，并与金属晶体结构相互作用，导致金属内部出现氢脆性，甚至引发金属材料的断裂和失效。

因此，通过酸洗去氢可以有效地减少金属内部的氢含量，从而提高金属的强度和韧性。

金属在酸洗过程中，酸洗液中的氢离子与金属表面的氢原子发生反应，生成水分子的同时释放出来。

这样可以达到去除金属表面氢气的目的。

酸洗液中的酸性条件能够促进氢离子与金属表面的氢原子迅速反应，从而加速去氢的速率。

酸洗还能够去除金属表面的氧化物、氢化物等有害物质。

这些有害物质不仅会影响金属的表面质量，还会对后续工艺和使用过程中的金属材料性能造成不利影响。

通过酸洗去除这些有害物质，可以有效提高金属材料的表面质量和使用寿命。

酸洗去氢是为了保证金属材料的质量和性能而采取的重要措施。

通过去除金属表面的氢气和有害物质，可以提高金属的强度、韧性和
表面质量，从而减少金属材料在制备、加工和使用过程中的失效风险，延长金属材料的使用寿命。

酸洗去氢不仅是一种技术手段，更是对金属材料质量的保障，对于保证工程质量和人身安全具有重要意义。