由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属零件在低于材料屈服极限的静应力持续作用下导致的失效称为氢致延迟断裂，俗称氢脆。根据氢的来源可分为内部氢脆和环境氢脆。

宏观特征

断裂多发生在螺纹牙底或头部与杆部过渡位置等应力集中处；

断口附近无宏观塑性变形，断口平齐，结构粗糙，氢脆断裂区呈结晶颗粒状，色泽为亮灰色，断面干净，无腐蚀产物；

氢脆断口上一般可见放射棱线；

氢脆断裂源可在表面，也可在次表层，这主要与拉伸应力水平、加载速率及缺口半径、氢浓度的分布等因素有关。

微观特征

氢脆断口微观形貌受到诸多因素的影响：材料种类、材料成分、强度级别、组织形态、晶粒大小、加工方式、使用环境 、受力条件、工作时间及氢含量等；

氢脆裂纹一般无分叉；

断口微观形貌一般显示沿晶分离，也可能是穿晶的；

高强钢沿晶面平坦，没有附着物，有时可见白亮的、不规则的细亮条，这种线条是晶界最后断裂位置的反映，并存在大量的鸡爪形的撕裂棱；

氢脆断裂微观形貌在断口的不同区域呈现过渡变化特征与裂纹的应力强度因子K有关；

裂纹开裂早期，K值较低，断口呈晶间断裂。裂纹再向前扩展，在中等K值下，断口微观形貌呈现为解理开裂特征，并逐渐向准解理与韧窝形貌转变;在K值很大时，断口一般呈现穿晶+韧窝或韧窝形貌。

氢脆断裂的判据

紧固件是否是延迟断裂；

紧固件工作应力主要是拉应力，没有使用的紧固件一般是受到较大的残余应力作用所致；

氢脆断裂的临界应力极限σH随着材料强度的升高而急剧下降;一般钢硬度低于22HRC时不发生氢脆断裂而产生鼓泡；

起裂区微观呈沿晶形貌，晶面可见鸡爪状撕裂棱和晶间二次裂纹；

氢含量并非为发生氢脆的唯一判决，受多种因素共同影响，对于高强度紧固件，甚至氢含量在低于1ppm的情况下也会发生延迟断裂。

应力腐蚀微观特征

断口微观形态：解理或准解理、沿晶断裂或混合型断口；

大多数应力腐蚀断面腐蚀产物呈泥纹花样，存在腐蚀性元素；

微观断口上常见二次裂纹，沿晶界面上一般存在腐蚀沟槽或 细小的蚀坑，晶粒外形轮廓常因腐蚀失去其清晰度，晶界加宽；

裂纹扩展过程中会发生裂纹分叉现象。

影响紧固件发生应力腐蚀失效的因素

材质因素：杂质元素在晶界偏析能引起腐蚀速率的局部差异 ，在裂纹与夹杂物相遇时，夹杂物能够引起裂尖的化学变化;★ 受力状态：应力来自工作应力、残余应力、结构应力、腐蚀 产物的楔入应力。构件表面或内部的缺陷、几何形状的变化 、截面变化等都会使局部应力提高，加速应力腐蚀；

环境因素：紧固件疲劳破坏的应力往往远低于其静载荷下的强度极限，属于脆性断裂，是紧固件最常见、危害最大的失效形式；

紧固件特有的螺纹结构是产生疲劳的“先天因素”;

紧固件在其服役过程中不可避免会承受交变载荷作用；

以上就是无锡力博实验室为大家总结的关于紧固件的失效形式，如果您有想要咨询的测试，欢迎前来咨询，我们会有专业的项目工程师为您答疑解惑，期待您的来电！