수소를 생성하는 다양한 인자가 있다. 패스너에서 수소 취성 파괴의 대부분의 경우, 가장 많은 수의 인자는 산세 및 후속 전기 도금 공정에서 생산됩니다. 수소 취성으로 인한 패스너의 발생은 전기도금되지 않은 패스너에서 비교적 드물다.
전기 도금 전에 패스너는 활성 표면이 필요하므로 화학적 청소가 필요합니다. 세정 공정은 전형적으로 탈지를 위해 알칼리성 용액을 사용한 후, 열처리 동안 형성된 산화물 스케일과 녹을 제거하기 위해 산 산세기를 사용하는 것을 포함한다. 산 산세는 패스너의 표면에 다량의 초기 수소 (H) 원자를 침착시킨다. 산성 용액에 담근 시간은 부품의 표면 상태에 의존해야하며 억제제를 사용하여 담그는 시간을 최소화해야합니다. 일부 수소 원자는 함께 결합하여 산성 용액에서 기포로 나타나는 H2 분자를 형성합니다. 일부 초기 수소 원자는 강철 재료에 의해 흡수됩니다. 패스너가 흡수할 수 있는 수소의 총량은 산세 시간 및 산성 용액의 화학적 성질에 의해 영향을 받는다.
다음 단계는 전기 도금이며, 그 동안 보호 금속 요소 (예를 들어, Zn,Ni, 또는 Cr) 는 이온 상태에 있고 전해질에서 음극 반응을 통해 체결구 상에 증착된다. 또한, 공정은 체결구에 의해 흡수될 수 있는 수소를 발생시킨다.
▲ 그림 3: 전기 도금
수소는 강철 체결구에 원자 형태 (H) 로 분산된다. 강철 재료에 의해 흡수된 수소 원자는 매우 활성이고 파스너 재료 내에서 광범위하게 확산될 수 있다. 내부적으로, 수소 원자는 높은 인장 응력 영역으로 분리되는 경향이 있으며, 시간이 지남에 따라이 영역의 수소 농도는 점차 증가합니다. 두 개의 인접한 원자가 재결합하여 결함에서 수소 분자 (H2) 를 형성하면, 이들을 변위시키는 데 필요한 응력이 증가하고, 수소 분자가 거기에 확고하게 뿌리를 둔다.
앞서 언급된 바와 같이, 수소 취화에 의해 야기된 골절은 과립간 구조에서 발생한다. 내부적으로, 수소는 입자 경계, 내포물, 골절 및 패스너의 다른 결함에서 분포되는 경향이 있다. 시간이 지남에 따라, 수소는 확산을 통해 패스너의 이러한 영역에서 점진적으로 증가한다.
수소의 농도가 높을수록, 파괴에 대한 임계 응력이 낮아지고, 수소의 농도가 낮을수록, 고장에 대한 임계 응력이 높아진다. 자유 수소 원자는 표면 결함, 내포물, 골절 및 패스너에서 높은 인장 응력의 다른 영역으로 확산되어 이러한 영역에서 강도가 감소합니다. 수소 농도 및 총 응력이 임계점에 도달하면, 골절이 발생하고, 이 과정은 패스너가 결국 실패할 때까지 계속된다. 초기 균열은 일반적으로 곡물 내에서 발생하고 입자 경계로 발전합니다. 거기에서, 균열은 패스너가 결국 파손될 때까지 입자 경계를 따라 전파된다.
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