上一期带您了解氢脆的原理，
这一期带您学习氢脆处理的方法~
环境中氢气如何进入金属内部
电镀加工过程中最期望的电极反应是在阴极上只发生主镀金属的沉积，在阳极上发生金属的溶解。但实际上除了上述主反应外，在电极上将会发生各种副反应。
例如，在酸洗时，铁件与酸反应产生氢气；在钢铁件阴极电解除油时，零件表面会产生氢气以达到冲破油膜的作用；在电镀锌层时，零件表面有氢气产生；在无电沉镍时，零件表面也有大量氢气产生。
这些副反应对镀层有明显的影响，氢脆、针孔、气泡、鼓包等缺陷多数由此而来。
除氢处理
有应力和无应力状态下的氢脆裂纹金相
电镀后的除氢处理，主要目的就是去除镀层与基体间夹带的氢气，或者消除已渗透到基体的氢气而产生的内应力。为了消除氢脆的危害，常规的工序为热处理，使氢从零件逸出。
将零件放在烘箱内加热至200-250℃，具体的加热温度取决于零件的材质，时间在2-3小时。对不能加热到200-250℃的零件如焊锡件，可采用较低的温度（140-160℃）并延长除氢时间。弹簧零件、薄壁零件（厚度在0.5mm 以下的）和要求机械性能较高的钢铁件，必须进行除氢。
如何防治氢脆
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。
或者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、氢分压越高，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。
出现氢脆的工件通过除氢处理(如加热等)也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
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。氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀，但当温度超过300℃和压力高于 30MPa 时，会产生氢脆这种腐蚀缺陷，尤其是在高温条件下，如合成氨生产过程中的脱硫塔、变换塔、氨合成塔；炼油过程中的一些加氢反应装置；石油化工生产过程中的甲醇合成塔等。
氢脆消除措施
去氢处理前后对比：a图中有白点；b中没有
1
减少金属中渗氢的数量
必须尽量减少高强度/高硬度钢制紧固件的酸洗，因为酸洗可加剧氢脆。
在除锈和氧化皮时，尽量采用喷砂抛丸的方法，若洛氏硬度等于或大于 HRC 32的紧固件进行酸洗时，必须在制定酸洗工艺时确保零件在酸中浸泡的时间最长不超过10分钟，应尽量降低酸液的浓度，并保证零件在酸中浸泡的时间不超过10分钟；
在除油时，采用清洗剂或溶剂除油等化学除油方式，渗氢量较少，若采用电化学除油，先阴极后阳极，高强度零件不允许用阴极电解除油；
在热处理时，严格控制甲醇和丙烷的滴注量；
在电镀时,碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。
2
采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层
一般认为，在电镀中铬Cr、锌Zn、镉Cd、镍Ni、锡Sn、铅Pb 时，渗入钢件的氢容易残留下来，而铜Cu、钼Mo、铝Al、银Ag、金Au、钨W 等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度，渗氢较少。
在满足产品技术条件要求的情况下，可采用不会造成渗氢的涂层，如机械镀锌或无铬锌铝涂层，不会发生氢脆，耐蚀性高，附着力好，且比电镀环保。
3
镀前进行回火处理
镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患若零件经淬火。焊接等工序后内部残留应力较大，镀前应进行回火处理，回火消除应力实际上可以减少零件内的陷阱数量，从而减轻发生氢脆的隐患。
4
控制镀层厚度
由于镀层覆盖在紧固件表面，镀层在一定程度上会起到氢扩散屏障的作用，这将阻碍氢向紧固件外部的扩散。
当镀层厚度超过 2.5μm 时，氢从紧固件中扩散出去就非常困难了。因此硬度<32HRC 的紧固件，镀层厚度可以要求在 12μm；硬度≥32HRC 的高强度螺栓，镀层厚度应控制在 8μmmax。
这就要求在产品设计时，必须考虑到高强度螺栓的氢脆风险，合理选择镀层种类和镀层厚度。
氢脆试验方法
除氢前（左）和除氢后（右）氢的分布
考虑到氢脆的时间依赖性，设计用于检测或测量氢效应导致的机械强度损失的试验方法需要包含较长的时间成分。
通常，氢脆测试通过持续负载测试进行，这是一种定性（通过/失败）方法。持续负载测试旨在作为测试易受IHE影响的高强度紧固件的生产后（例如电镀后）质量保证步骤。
持续负载测试包括根据规范在24 小时至 200小时的固定时间段内施加特定的静态负载。持续载荷试验的定性性质是紧固件在给定时间点通过或失败。结果并不能揭示紧固件离其失效点有多近。
持续负载测试的定量替代方法是缓慢应变率（SSR）测试。这些试验的基础是施加缓慢增加的载荷，直到试样断裂，给定足够慢的加载速率，可以在给定的氢浓度下测量给定材料的氢脆阈值应力。
