1.揭開27simn無縫管氫脆斷裂之迷
氫脆通常表現(xiàn)為鋼材的塑性顯著下降，脆性急劇增加，并在靜載荷下（往往低于材料的σb）經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)生破裂破壞的趨勢(shì)。*，氫在鋼中有一定的溶解度。煉鋼過程中，鋼液凝固后，微量的氫還會(huì)留在鋼中。通常生產(chǎn)的鋼，其含氫量在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。氫在鋼中的溶解度隨溫度下降而迅速降低，過飽和的氫將要析出。氫是在鋼鐵中擴(kuò)散速度快的元素，其原子半徑小，在低溫區(qū)仍有很強(qiáng)的擴(kuò)散能力。如果冷卻時(shí)有足夠的時(shí)間使鋼中的氫逸出表面或鋼中的氫含量較低時(shí)，則氫脆就不易發(fā)生。如果冷卻速度快，鋼件斷面尺寸比較大或鋼中氫含量較高時(shí)，位于鋼件中心部分的氫來不及逸出，過剩的氫將進(jìn)入鋼的一些缺陷中去，如枝晶間隙、氣孔內(nèi)。若缺陷附近由于氫的聚集會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)壓而導(dǎo)致微裂紋的萌生與擴(kuò)展。這是由于缺陷吸附了氫原子之后，使表面能大大降低，從而導(dǎo)致鋼材破壞所需的臨界應(yīng)力也急劇降低。一般的說，鋼的氫脆發(fā)生在室溫附近的-50~100℃之間。溫度過低時(shí)氫的擴(kuò)散速度太慢，聚集少不會(huì)析出；高溫時(shí)氫將被“烤”出鋼外，氫脆破壞也不大會(huì)發(fā)生。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們又發(fā)現(xiàn)氫脆機(jī)理的新觀點(diǎn)：氫促進(jìn)了裂紋區(qū)塑性變形，而塑性變形，又促進(jìn)了氫在該區(qū)域內(nèi)濃集，從而降低了該區(qū)的斷裂應(yīng)力值，這就促進(jìn)了微裂的產(chǎn)生，裂紋的擴(kuò)展也伴隨著塑性流變。

2.影響27simn無縫管鋼氫脆斷裂的因素
人們經(jīng)長(zhǎng)期的研究發(fā)現(xiàn)，影響鋼氫脆斷裂的因素主要有如下三方面：
（1）環(huán)境因素
如鋼在含氫量較高的環(huán)境中，如水、酸、氫氣中時(shí)，氫通過吸附在鋼鐵表而擴(kuò)散，造成鋼變脆。同時(shí)氫分壓對(duì)氫裂紋擴(kuò)展速度有明顯的影響，提高氫氣壓力會(huì)增加氫脆敏感性。
（2）強(qiáng)度因素
一般來說，鋼的強(qiáng)度越高，氫脆敏感性越大。國外一些發(fā)達(dá)國家明文規(guī)定“高強(qiáng)度鋼不準(zhǔn)酸洗”就是為了防止氫脆。而化學(xué)成分是通過強(qiáng)度來影響鋼的氫脆斷裂，這是因?yàn)闅浜蚐、P等原子偏析于晶界會(huì)引起晶界結(jié)合力減弱，從而促使沿晶界首先斷裂。
（3）熱處理
業(yè)已查明，鋼的氫脆與其顯微組織和熱處理有密切的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)和事實(shí)標(biāo)明，該組織在熱力學(xué)上穩(wěn)定性愈差，則氫脆的敏感性愈大。例如珠光體、鐵素體組織的氫脆傾向遠(yuǎn)低于馬氏體，而且網(wǎng)狀分布的高碳馬氏體敏感。

3.熱處理防氫脆措施
在熱處理產(chǎn)業(yè)鏈上，多道工序需要酸洗，如淬火后回火前的酸洗、回火后噴砂前酸洗、蒸汽處理或氧氮化前酸洗、TiN等表面強(qiáng)化前的酸洗以及電鍍前的酸洗等。酸洗在不同階段其目的是不一樣的，有的是為了去除氧化皮，有的是為了提高工件表面活性，有的是為了縮小尺寸等。傳統(tǒng)的酸洗工藝繁瑣、流程長(zhǎng)、成本高、能耗大、污染嚴(yán)重、勞動(dòng)條件差等，更為可怕的是對(duì)鋼材內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生很大的危害——氫脆。為此，改進(jìn)酸洗工藝，采取防滲氫措施，已成為幾代人關(guān)注的問題。

（1）酸洗工藝的改進(jìn)
鋼鐵表面的銹蝕主要是鐵的氧化物和氫氧化物等，清除這些銹蝕主要是酸類組分借助表面活性劑等的協(xié)同作用來完成的，其作用過程大致是溶解和剝落。為了克服常規(guī)酸洗帶來的缺陷，可作如下改進(jìn)。

首先，降低酸濃度。一般鋼鐵件采用30%~35%HC1（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），除去氧化皮的速度快，但耗量大，酸霧重，對(duì)基體的過腐蝕也強(qiáng)，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。如用低濃度酸洗工藝對(duì)降低酸液消耗，改善環(huán)境，提高工件表面質(zhì)量有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該工藝?yán)醚趸さ亩嗫仔?，在?rùn)濕劑的作用下使酸液迅速滲透到基體與氧化皮的界面上發(fā)生Fe+2HC1==2FeC12+H2↑化學(xué)反應(yīng)，利用氫氣的機(jī)械剝落作用，達(dá)到除去氧化皮清潔表面的作用。由于氧化物在稀酸中的反應(yīng)緩慢，尿素等緩蝕劑對(duì)裸露基體的吸附力強(qiáng)，防止了過腐蝕，降低了酸的無用消耗，同時(shí)亦減輕了工件滲氫數(shù)量。

其次，利用混合酸液的綜合特性。生產(chǎn)上常用鹽酸或硫酸液除銹，但兩者的性能各異，若將鹽酸與硫酸按適當(dāng)比例配制成混合液，能兼有兩者的功能，既能提高除銹速度，又降低了操作溫度。

再次，采用多功能的除油除銹劑。近年來出現(xiàn)了“二合一”等多種除油除銹劑和快速除銹劑應(yīng)用較普遍，這是鋼鐵酸洗工藝的一大進(jìn)步。

后，采用特殊的酸洗工藝。針對(duì)不同工件的形狀、用途、熱處理狀態(tài)采取不同的酸洗工藝，就是說酸洗工藝也應(yīng)該個(gè)性化。

（2）防止氫脆的措施
酸洗過程的滲氫是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，即涉及腐蝕的共軛步驟，又涉及氫在金屬表吸附和析出的以及浸入金屬內(nèi)部的并、串聯(lián)步驟，還涉及到應(yīng)力腐蝕的深層次問題。研究表明，在酸洗條件下，直接進(jìn)行滲氫的電化學(xué)測(cè)量是研究酸洗過程滲氫行為的可行方法。為減輕鋼鐵件滲氫程度，可采取如下一些防滲氫措施。