2.7　延迟断裂（长期静应力破坏）

延迟断裂（delayed frature）又称滞后断裂，是在静应力作用下的材料，经过一定时间后突然脆性断裂的现象。延迟断裂没有弹性变形，发生时应力低于屈服强度。20世纪40年代以后，随着航空工业镀镉高强度螺栓的广泛使用，发现有延迟断裂现象而受到注意。

我国年产紧固件300～320万t。占世界总产量1/4左右。其中8.8级（屈服强度不低于640MPa）及其以上的高强度紧固件约占40％。目前，汽车、航空、航天、机械制造、能源、交通、桥梁、建筑、化工等需要的10.9级（屈服强度不低于900MPa）以上高等级、高强度螺栓和材料，生产仍有困难，不能满足需要，仍需大量进口。高强度螺栓有很高的缺口敏感性，容易在杆头部的过渡处或螺纹根部产生延迟断裂。由于高强度螺栓延迟断裂的事故频繁发生，有些国家一度不使用，但是由于高强度螺栓的许多优点，我国和世界很多国家都在研究高强度螺栓。

延迟断裂是材料-环境-应力相互作用而发生的一种环境延迟断裂脆化，是氢致材质恶化（氢损伤或氢脆）的一种形态。氢致延迟断裂是指恒载荷条件下，原子氢通过应力诱导扩散富集到临界值需要一段时间，氢致裂纹形成核并扩展，如将原子氢去除后，就不会发生延迟断裂，所以它是可逆的。对于高强度钢（Rm≥980MPa）称为延迟断裂，对于中等强度钢（980MPa>Rm≥490MPa）称为硫化物裂纹或硫化物应力腐蚀裂纹，对于低强度钢（Rm<490MPa）称为氢致裂纹、氢诱导裂纹等。

实际应用的钢制零件在自然环境下发生延迟断裂的，主要是回火马氏体钢。一般具有以下特征：抗拉强度大于1200MPa，硬度高于38HRC，延迟断裂的敏感性显著增大，从室温到100℃，随着温度的升高，延迟断裂的敏感性增大。此外，在高强度螺栓表面磷化处理、表面螺纹牙的应力集中、机械加工的痕迹等都影响其抗延迟断裂的性能。提高高强度钢抗延迟断裂性能的常用措施：使晶粒超细化；加入微合金元素V、Ti、Nb；降低磷、硫含量；强化晶界等。