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失效案例

近年来，明星演唱会事故频发，有的舞台搭建为了追求效果本身比较危险，有的演唱过于投入发生意外，还有的受特殊天气、服装道具而引起一些伤亡事故...

沉重的演出事故

-年10月29日下午5时30分左右，蔡依林南宁演唱会舞台发生坍塌，造成多人被困，致1死13伤。

-年年初在香港红馆进行的郭富城“舞临盛宴”演唱会，机关重重的舞台本来就让上万名观众看得提心吊胆，不料他唱到尾声的招牌歌《铁幕诱惑》时，他站立的升降台钢丝突然断裂，急坠近3公尺，他因重力加速度坠地跌倒四脚朝天，但身手矫健的郭富城随即站起，并在庆功宴上表示没有大碍。

-年10月21日，张学友演唱会在汉口文化体育中心如期举行，在演出开始前却发生了意外——观众看台发生大面积垮塌，千余名观众摔下看台，近百名观众不同程度受伤。

引发事故的原因不计其数，只能谨慎从事，细致入微，跨过重重难关，才能避免事故的发生。其中，钢铁的氢脆断裂现象，是演艺设备行业不得不跨过的一道坎。

1揭开氢脆断裂之迷

氢脆通常表现为钢材的塑性显著下降，脆性急剧增加，并在静载荷下（往往低于材料的σb）经过一段时间后发生破裂破坏的趋势。众所周知，氢在钢中有一定的溶解度。炼钢过程中，钢液凝固后，微量的氢还会留在钢中。通常生产的钢，其含氢量在一个很小的范围内。氢在钢中的溶解度随温度下降而迅速降低，过饱和的氢将要析出。

一般的说，钢的氢脆发生在室温附近的-50~℃之间。温度过低时氢的扩散速度太慢，聚集少不会析出；高温时氢将被“烤”出钢外，氢脆破坏也不大会发生。随着科学的发展，人们又发现氢脆机理的新观点：氢促进了裂纹尖端区塑性变形，而塑性变形，又促进了氢在该区域内浓集，从而降低了该区的断裂应力值，这就促进了微裂的产生，裂纹的扩展也伴随着塑性流变。

▲紧固件上出现的氢致裂纹

2影响钢氢脆断裂的因素

环境因素

如钢在含氢量较高的环境中，如水、酸、氢气中时，氢通过吸附在钢铁表而扩散，造成钢变脆。同时氢分压对氢裂纹扩展速度有明显的影响，提高氢气压力会增加氢脆敏感性。

强度因素

一般来说，钢的强度越高，氢脆敏感性越大。国外一些发达国家明文规定“高强度钢不准酸洗”就是为了防止氢脆。而化学成分是通过强度来影响钢的氢脆断裂，这是因为氢和S、P等原子偏析于晶界会引起晶界结合力减弱，从而促使沿晶界首先断裂。

▲应用于“鸟巢”的LAX音箱，表面采取了“喷玻璃钢”的纳米材料技术，有效预防“氢脆”现象

热处理

钢的氢脆与其显微组织和热处理有密切的关系，实验和事实标明，该组织在热力学上稳定性愈差，则氢脆的敏感性愈大。例如珠光体、铁素体组织的氢脆倾向远低于马氏体，而且网状分布的高碳马氏体最敏感。

▲钢在不同热处理状态下的显微组织

3热处理防氢脆措施

在热处理产业链上，多道工序需要酸洗，如淬火后回火前的酸洗、回火后喷砂前酸洗、蒸汽处理或氧氮化前酸洗、TiN等表面强化前的酸洗以及电镀前的酸洗等。酸洗在不同阶段其目的是不一样的，有的是为了去除氧化皮，有的是为了提高工件表面活性，有的是为了缩小尺寸等。传统的酸洗工艺繁琐、流程长、成本高、能耗大、污染严重、劳动条件差等，更为可怕的是对钢材内在质量产生很大的危害——氢脆。为此，改进酸洗工艺，采取防渗氢措施，已成为几代人