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S45C 感應淬火後 酸洗 熱浸鍍鋅後發現大量裂紋

強制剝開後

鍍鋅已經滲入較大的裂縫中(白亮區).

以下 電子顯微鏡照片

箭頭所指為晶粒間被氫撐開的隙縫. 晶粒表面裹上一層鋅, 所以看起來圓圓胖胖的.

較細的裂縫, 強制剝開後, 以0.5%濃度的硝酸酒精溶液 超音波洗淨後的裂面

晶粒之間有許多隙縫(黃色箭頭所指), 這是氫引發裂紋(氫裂)的特徵. HRC35以上的鋼就開始有氫脆裂的問題, 硬度越高, 氫脆裂的問題越明顯. 避免氫脆裂的方法: 酸洗或電鍍後, 立即實施200℃ x 8 ~ 22+ 小時的烘焙, 此烘焙過程稱為"(除)去氫處理"(de-hydrogen baking). 

氫脆裂之產生機制: 酸液中的氫原子往鋼內躦(通常 HRC 35以上就會, 硬度越高 越嚴重); 然後氫原子(H)聚集到晶界成為氫分子(H2)---(氣體有体積), 在鋼的晶界上, 形成一股撐開晶粒的力量. 熱浸鍍時的瞬間高溫, 使晶界上的氫膨脹, 常會把晶粒撐開而形成裂紋.  淬裂通常只裂一個位置. 氫裂的工件則會在很多位置上同時出現裂紋.  這是研判氫致裂(hydrogen induced cracking)的簡易方法.

酸洗所用的酸根多含有H, 高強度的鋼酸洗時 就有H致裂的機率. 所以酸洗電鍍後都要做袪除氫氣的烘烤動作.

1985年驗的 熱浸鋅後破裂:

http://leometwu.pixnet.net/blog/post/13736929?pixfrom=related

後記: 2017-3-9

今天到送驗的熱處理廠 聞知業主不採信氫脆裂之說, 咬定是熱處理淬裂的, 蠻橫的直接扣款. 加工業普遍冶金知識不足, 真是可悲!