公布日期：2018年08月03日
第9讲 突然发生的螺丝“滞后断裂”
大家好！在下螺丝君。
大家有没有这种经验，紧固得结结实实的螺丝，某一天突然就断了。对于螺丝因反复承受振动等动态载荷而折断的“疲劳断裂”，其道理非常清楚，但承受的是稳定的静态载荷，而且强度也足够，螺丝依然会折断，这不禁令人愕然：“咦？这是为什么？”这种现象叫作“滞后断裂”。今天来讲解一下其原理和解决措施。
什么是滞后断裂
“滞后断裂”是指螺丝承受恒定的拉伸载荷，在经过一段时间后，螺丝的外观并未出现变形，但却突然断裂的现象。
螺丝的强度越高，越容易发生这种现象，目视检查也几乎发现不了，很是棘手。
断裂的原因是氢气？
其实到目前为止，“滞后断裂”的产生机制还并不完全清楚。在使用环境、材质、强度等各种因素的综合影响下，螺丝会逐渐脆化。
有研究认为，在这些因素中，造成滞后断裂最主要的原因是“氢脆性”。也叫“氢脆化”。按照这一理论，在螺丝的加工阶段和使用环境中，氢气会渗入螺丝的内部，随着时间的推移，在应力集中的部位形成空洞，进而产生断裂。
按照一般说法，当承受的应力超过1,000MPa后，螺丝会比较容易受到氢脆性的影响。这就是为什么前面说滞后断裂是“螺丝的强度越高，越容易发生”的现象。
因为氢气有可能在螺丝的加工过程中渗入，1根螺丝发生滞后断裂后，就要对同批制造的所有螺丝都进行检查或是更换。考虑到不只是更换折断的螺丝那么简单，这个问题非常严重。
螺丝的表面处理会影响氢气渗入
氢气渗入螺丝的原因可能是电镀工序。酸洗产生氢气，进行电镀时，水在浴中电解产生氢气，这些氢气会发生渗入。除了表面处理之外，有研究表明，在易腐蚀环境下使用的螺丝也容易出现这一现象。
改善滞后断裂的措施
要想使螺丝不易因电镀等表面处理而产生氢脆性，焙烧处理是有效的方法。通过进行加热处理，螺丝会释放出吸收的氢气。除此之外，缩短表面处理的时间也非常重要。
还可以采用不产生氢气的制造方法，用其他方法代替电镀工序中会产生氢气的酸洗等工序。NBK备有以这种方法对高强度螺栓进行电镀、耐氢脆性优异的SNS-EL，请大家考虑选用。
