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结合螺栓的制造加工工艺，对ML20MnTiB高强度螺栓的显微组织、显微硬度、化学成分及断口微观形貌进行了分析。结果表明：机械加工及热处理过程中因局部区域的热效应使螺栓头部产生了较大的残余应力，而残余应力又未能及时消除，增大了其氢脆的敏感性；在磷化过程中引入了氢，而在随后的加工过程中又缺少相应的去氢处理，致使大量的氢残留，进而形成沿晶裂纹，在外力作用下导致沿晶脆性断裂。并提出了避免氢脆产生的具体措施。