摘要：本文整理翻译自福特汽车的WSS-M99A3-A工程材料规范，分析了汽车材料脆性断裂的四种主要机制，给出了相应的预防措施，旨在提高汽车材料的安全性和可靠性。
一、引言
汽车材料的脆性断裂是影响汽车安全的重要因素之一。了解脆性断裂的原因并采取有效的预防措施，对于保障汽车的性能和乘员安全至关重要。不仅是车厂，对于产业链上其他环节的从业者来说，这也是极为重要的材料知识。
二、脆性断裂的四种机制
氢致裂纹：
在高强度或高硬度的钢部件中，氢致裂纹是一种常见的脆性断裂形式。这种裂纹的形成主要是由于氢原子渗透到金属内部，导致金属晶格的弱化。
在制造过程中，如酸洗、电镀、磷化处理和热处理等，钢件可能会吸收氢。氢的吸收、扩散、聚集导致形成裂纹，氢致裂纹可能导致应力延迟脆性断裂。为了预防氢致裂纹，需要严格控制制造工艺，避免氢的吸收，并通过烘烤等方式释放已吸收的氢。
应力腐蚀开裂：
应力腐蚀开裂（SCC）发生在金属材料在拉应力作用下同时暴露于腐蚀环境中时。淬火钢特别容易发生这种类型的脆性断裂。
应力腐蚀裂纹的敏感性随材料的屈服强度、合金成分、腐蚀环境和施加的应力水平而变化。预防措施包括选择抗应力腐蚀的材料、减少材料的应力水平以及避免将材料暴露在可能导致腐蚀的环境中。
晶间腐蚀：
晶间腐蚀主要影响铝合金紧固件，尤其是螺纹部分。这种腐蚀形式会在金属晶粒之间发生，削弱材料的结构完整性。
为了预防晶间腐蚀，设计时应确保铝制紧固件不暴露于腐蚀性环境，并通过对紧固件进行晶间腐蚀实验室评价和车辆腐蚀试验后的评估来确保其耐腐蚀性。
液态金属脆化：
液态金属脆化（LME）发生在金属部件与液态金属接触并承受拉伸应力时。这种情况下，即使是延展性良好的金属也可能发生开裂和脆性断裂。
预防措施包括避免将金属部件暴露于可能导致LME的高温环境中，尤其是在金属镀层熔点以上的温度。
三、预防措施
控制计划：
根据WSS-M99A3-A规范，制定紧固件和组件的控制计划，包括验证测试，以确保缓蚀剂程序的有效性。
使用限制：
对于高拉伸应力下的紧固件和硬度大于390 HV(39 HRC)的螺纹组件，应避免在潜在腐蚀环境中使用。
铝制紧固件的使用：
设计时应确保铝制紧固件的关键区域不暴露于腐蚀性环境中，并进行晶间腐蚀实验室评价和车辆腐蚀试验后评估。
清洗和热处理：
在热处理前后，对硬度大于353 HV(35 HRC)的紧固件和组件进行清洁，以去除有害污染物。酸洗后应采取适当的脆化缓解措施。
四、结论
通过对WSS-M99A3-A规范的研读，我们可以参考采取一系列措施来预防和减少汽车材料脆性断裂的风险。这些措施的实施有助于提高汽车材料的安全性能，保障汽车行业的健康发展。
参考文献：[1] WSS-M99A3-A规范，福特全球技术有限责任公司，2016年版。
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