Answer
Hiện tượng giòn hydro xảy ra khi hydro nguyên tử xuyên qua mạng tinh thể thép cacbon (thường là thép lò xo có hàm lượng cacbon cao như SAE 1070-1090) trong quá trình mạ điện, tẩy axit hoặc trong môi trường hoạt động có tính ăn mòn cao.
Cơ chế:
Các nguyên tử hydro khuếch tán và tích tụ ở những khu vực có ứng suất kéo cao, khoảng trống vi mô hoặc trật khớp. Khi lò xo chịu áp lực, các túi nguyên tử này kết hợp lại thành các phân tử khí hydro ($H_2$), tạo ra áp suất khí bên trong cao gây ra các vết nứt vi mô và dẫn đến hư hỏng cấu trúc ngay lập tức, giòn, nghiêm trọng dưới tải trọng thiết kế thấp.
Giao thức giảm thiểu và phòng ngừa:
1. Tránh làm sạch bằng axit: Sử dụng phương pháp tẩy cặn cơ học hoặc làm sạch bằng kiềm thay vì tắm bằng axit clohydric hoặc axit sulfuric.
2. Nướng bánh cứu trợ (Bắt buộc): Trong vòng 1 giờ (tối đa 4 giờ) mạ điện (ví dụ: kẽm hoặc cadmium), lò xo sóng phải trải qua quá trình nung giảm ứng suất ở mức $375^\circ F \text{ to } 400^\circ F$ ($190^\circ C \text{ to } 205^\circ C$) trong tối thiểu 4 đến 24 giờ (tham khảo ASTM F1940 / ASTM B850).
3. Cửa sổ nướng: Việc nướng chậm sau khi mạ điện cho phép hydro định vị vĩnh viễn, khiến quá trình nướng không hiệu quả.
