零部件機床（chuáng）加工高含碳（tàn）量鋼材容易斷裂的原（yuán）因

含碳量高的棒材發生過很多次斷裂，如45#鋼做的（de）軸，使用不太（tài）長（zhǎng）的時間就發生斷裂。從斷裂後部件上取（qǔ）樣，進行金相分析，往往找不到產生的原因，即算牽強附會（huì）找到（dào）了一些原因，也不是實際的原因。

為了確保更高的強度（dù），還必須在鋼中添加碳，隨之就會析出鐵碳（tàn）化物。從電化學的觀點（diǎn）來看，鐵（tiě）碳化物發揮了陰（yīn）極作用，加快了基體周邊的陽（yáng）極溶解反（fǎn）應。在顯微（wēi）組織內的鐵碳化物體（tǐ）積分數的增大還歸因於碳化物的低氫超電壓特性（xìng）。

鋼材表麵易（yì）於產生並吸附（fù）氫，氫原子向鋼材內部滲入的同（tóng）時（shí），氫（qīng）的體（tǐ）積分數就可能會增加，最終使得（dé）材料（liào）的抗氫脆性能顯著降低。

高強鋼材耐腐蝕性和抗氫脆性的顯著降（jiàng）低不僅有害於鋼材的性能，還會極大地限製鋼材的應用（yòng）。

如汽車用鋼暴露於氯化物等（děng）各種腐蝕環（huán）境中，在應（yīng）力作用下，可（kě）能出現的應（yīng）力腐蝕開裂（SCC）現象就（jiù）會對車（chē）身的（de）安全性造成嚴重的威脅。

碳含量越高，氫擴散係數減小，氫（qīng）溶（róng）解度增大。學者Chan曾經提（tí）出，析（xī）出物（作為（wéi）氫原子的陷阱位置）、電位、空孔等各種晶（jīng）格缺陷與碳含（hán）量成正比，碳含量增大，就會抑（yì）製氫擴散，因此氫擴散係數也較低。

由於碳含量（liàng）與氫溶解度成正比關係，作為氫原子陷阱的碳化物，體積（jī）分數越大，鋼材內部的（de）氫擴散係數越小，氫溶解度增大，氫溶解度也包含了有關擴散性氫的信息（xī），因而氫脆敏感性最高。隨著碳含量的增加，氫原子的擴散係數減小，表（biǎo）麵氫濃度增大，這是因為鋼材表（biǎo）麵的氫超電壓下降所致。

從動電壓極化試驗結果來看，試樣的碳含量（liàng）越高，酸性環境中就易於發生陰極還原反應（氫生成反應）以及陽極溶解反應。與具有低氫超電壓的周邊基體進行比較，碳化物發揮了陰極的作用，其（qí）體積分數增大。

根據電化學氫（qīng）滲透試驗結果，試樣內的碳（tàn）含量（liàng）和（hé）碳化物的體積分數越大，氫（qīng）原子的擴散係數就越小，溶解度增大。隨著碳含（hán）量（liàng）的增加，抗（kàng）氫脆（cuì）性也（yě）會降低。

慢應變速率拉伸（shēn）試驗證實，碳含量越大，抗應力腐（fǔ）蝕（shí）開裂性能也會降低。與碳化物的體積分數成正比，隨著氫還原反應及向試樣內部滲透的氫注（zhù）入量增加，就會發生陽極溶解反應，也會加快形成滑移帶。

碳含量的增大，鋼材內部就會析出碳化物，在電化學腐蝕反應的作用下，氫脆可能性就會增大，為了確保鋼具備（bèi）優秀的（de）耐腐蝕性和抗氫脆性，對碳化物的析出和體積分數的控製進（jìn）行是有效的控製方法。

鋼（gāng）材（cái）在汽車零（líng）配件上的應用受到一些限製，也要歸因於其抗氫脆性能的（de）明顯下降，而氫脆是由水溶液腐蝕產生的。事實上（shàng），這種氫脆敏感（gǎn）性是（shì）與碳含量（liàng）密切相關的，在（zài）低氫超電（diàn）壓條件下析出鐵碳化物（Fe2.4C / Fe3C）。

一般針對應（yīng）力腐蝕開（kāi）裂現象或氫脆現象導致的表麵局部腐蝕反（fǎn）應，通過熱處理除（chú）去（qù）殘餘應力，增大氫陷（xiàn）阱（jǐng）效率等方麵開展。要想開發兼具優秀（xiù）耐腐蝕性和抗氫脆性的超高強汽車用鋼，也自然並非易事。

隨著（zhe）碳含（hán）量的增大，氫還原速（sù）率增大，而氫擴散速率顯著降低。使用中碳（tàn）或高碳鋼做零部件或傳動軸等，技（jì）術關鍵（jiàn）就是對顯微組織中的碳化物組分（fèn）進行有（yǒu）效控製。