螺钉氢脆断裂失效分析，盐雾试验评级标准
发动机喷管螺钉氢脆断裂
某固体火箭发动机燃烧室壳体进行水压爆破实验，在加压至11.8MPa时（设计要求爆破破坏压强不得小于24.1MPa)，燃烧室壳体后封头端试验堵盖处发生泄漏并泄压，从第Ⅱ象限至第Ⅲ象限的第3、第4、第5颗喷管固定螺钉头部断裂飞出。螺钉材料为30CrMnSiNi2A超高强度钢。
螺钉均断裂于扣螺纹处，断口的宏观特征基本相同，呈暗灰色，断口平齐，断面可见放射棱线，由棱线可知断裂从退刀槽呈线性起源，见图1。断口上存在两个明显不同的区域：
Ⅰ区呈结晶颗粒状，Ⅱ区呈纤维状。工区（源区）微观呈沿晶形貌，晶粒轮廓鲜明，晶界面上布满了细小条状的撕裂棱线，可见“鸡爪状”形貌和二次裂纹，见图2。
Ⅱ区呈靭窝断裂特征。
材质检查表明，螺钉的显微组织均为回火马氏体、下贝氏体及少量的残余奥氏体，组织正常。螺钉的硬度值均为49HRC左右，在设计要求的48〜50.3HRC范围内；换算后的抗拉强度约为1690MPa，符合=1666MPa±98MPa的设计要求。氢含量测试结果显示，螺钉基体的氢含量质量分数均小于0.0001%。
失效分析结果表明，螺钉的断裂性质为氢脆断裂。
按照工程经验，质量分数小于0.0001%的氢含量并不易导致30CrMnSiNi2A螺钉发生氢致脆性断裂。螺钉硬度换算所得的抗拉强度为1690MPa左右，符合σb=1666MPa±98MPa的设计要求。然而，螺钉材料的初始设计强度σb=1500MPa±98MPa，按淬火+回火的热处理制度，回火温度应在360°C左右，恰处在该材料的回火脆温度区间（350〜550C)。为避免回火脆，设计部门将设计强度改为σb=1666MPa±98MPa，采用的热处理制度：90〜910℃，油淬，300C±30°C，回火。
热处理后螺钉的强度达到了设计要求，但在使用过程中发生了氢脆断裂失效。
为查找断裂的真正原因，螺钉材料的设计强度改回初始值σb=1500MPa±98MPa，为此用等温淬火代替淬火+回火工艺，即890〜910C加热，310〜330C保温1h，空冷。
采用该工艺后，材料的强度在σb= 1500MPa±98MPa的范围内。
采取上述改进措施后，螺钉的氢脆断裂得到了有效预防。由此表明，螺钉的断裂原因主要是由于螺钉材料的抗拉强度偏高，增大了螺钉的氢脆敏感性。