水素脆性とベーキング

水素脆性(HE)は、硬い鋼に水素原子が侵入してもろくなり、定格荷重以下の引張りで割れてしまう現象です。組付けの後、数時間〜数日たってから現れることが多く、それゆえ危険です。

主に高硬度鋼(一般に320 HV / 約32 HRC 超、例：強度区分10.9・12.9 のボルト)に影響します。

水素は表面処理とめっきの工程で侵入します — 酸洗いや電気めっきは表面で水素を発生させ、その一部が鋼の中へ拡散します。

標準的な防止策は、約190〜220°Cで4〜24時間のベーキングを、めっき後できるだけ早く(多くは1〜4時間以内に)開始し、損傷が起きる前に水素を外へ拡散させることです。

ASTM B850 / ISO 4042 などの規格が、硬さレベル別に温度・時間の指針を示しています。

ISO 4042 は、指定硬さが 390 HV（約 40 HRC） を超える電気めっき締結部品——実務上は強度区分 10.9 以上——にベーキングを 必須 と定めています。これ未満はリスクに応じた判断ですが、390 HV 以上では省略できません。

ベーキングは めっき後およそ 1〜4 時間以内、かつクロメート/不動態化の前 に開始し、200〜230°C で保持します。保持時間は強度に応じて長くなり（引張強さが高く断面が厚いほど長い）、数時間から最高強度品では約 1 日に及びます。

サイズと強度からベーキング時間の目安は当社の hydrogen-bake 計算機で試算できます（一般的な目安であり、適用規格の代替ではありません）。

高硬度の締結部品では、作業指示書にベーキングをあらかじめ指定し、めっき後できるだけ早くベーキングしてください。V.S. Heat Treatment は、1バッチ最大800 kg を処理し時間・温度を連続記録する炉でベーキングサービスを提供し、HE リスクのある作業でこの工程を管理して荷重を受ける部品を保護します。