與熱鍍工藝相關的脆性有三種，分別是氫脆（Hydrogen embrittlement，(HE))、液態(tài)金屬脆性（Liquid Metal Embrittlement (LME)），和應變時效脆性（Strain Age Embrittlement）。今天我們先聊聊氫脆。

這與我們標題有啥關系呢？鍍鋅后裂了關它啥事？——大有關系?。?！請往下看。

被鋼吸收的氫原子，聚集在鋼的晶粒之間或缺陷位置，并最終導致鋼開裂，這種現(xiàn)象被稱為氫脆。

圖1 ：氫原子誘捕機制

圖2：氫誘脆性和氫氣泡的形成

圖3：金屬微裂紋截面的計算機模擬圖，白色的為氫原子

（Photo：McGill University）

熱鍍鋅開裂案例

盡管鋼會在熱鍍鋅過程中通常會吸收氫原子，但由于鋅鍋中鋅的溫度較高，因此，被加熱的鋼中的氫原子，常常會在高溫下逸出。

但是，在某些特定情況下，例如鋼的晶粒尺寸太細小時，即使在熱鍍溫度下，氫原子也無法逃逸，這將會導致氫原子聚集在晶界或缺陷位置，晶界或缺陷位置處的局部應力上升，并最終導致零件的開裂。

圖4：高強鋼焊縫熱影響區(qū)熱鍍后發(fā)生的氫脆

對于抗拉強度小于150ksi(1040 MPa)的鋼，其晶粒尺寸通常足夠大，允許高溫下氫原子的逸出；但對于抗拉強度大于等于150ksi(1040 MPa)的鋼，氫原子很可能被鎖定在晶界之間，無法逸出產(chǎn)生氫脆。氫脆是不會及時表現(xiàn)出來的，只有當零件承受載荷時，才會觀察到氫脆的發(fā)生。

而熱鍍鋅時應變時效脆性，則是在完成熱鍍后短期內就發(fā)生了。

也就是說，應變時效脆性在熱鍍完成后就可以觀測到，而氫脆在熱鍍完成后是觀測不到的，只有在鋼承受一定載荷，并持續(xù)一段時間后才能觀察到。

避免零件熱度氫脆的方法

1、最簡單的方法是選擇抗拉強度在150ksi(1040 MPa)以下的鋼，就像先前所說的，這類鋼的晶粒足夠大，允許被吸收的氫原子在熱鍍溫度下逃逸。

2、當不得不對高強鋼零件進行熱鍍時，也可對熱鍍工藝進行調整，降低氫脆發(fā)生的概率。比如，縮短酸洗時間。

3、除此以外，可調整的工藝還包括：對零件進行機械清洗（例如噴丸），隨后進行快速酸洗 (在酸洗池的停留時間不大于30s）。

快速酸洗的目的是為了清理噴丸作業(yè)的殘留物，降低鋼零件暴露的氫原子的總量，減少氫原子被高強鋼超細晶粒吸收的機會。

關于超高強鋼的氫脆問題，待后期專門講解。