氫脆的研究由來已久，各國學者對其在各種環境下的產生原理及過程有著廣泛而深入的探索。J.Woodtli等學者研究了氫脆現象和應力腐蝕開裂現象的特征及破壞作用；M.V.Biezma等學者探討了氫在微生物腐蝕環境下對于應力腐蝕(shi)開(kai)裂過程的影響，結果表明在此環境下，氫脆和應力腐蝕使材料力學性能的下降，并且兩者之間有協同作用；R.A.Oriani等學者在氫的作用導致材料性能降低方面進行了研究，實驗重點考察了吸收和解吸作用對氫滲透電流的影響，建立了一種新型的氫滲透數據處理模型。
隨著氫(qing)(qing)脆(cui)理(li)(li)論(lun)的(de)完善，很多(duo)學者將理(li)(li)論(lun)與實際(ji)結(jie)合(he)起來，在工程(cheng)應用中(zhong)(zhong)(zhong)探討(tao)氫(qing)(qing)脆(cui)現象的(de)發生(sheng)機理(li)(li)。在石油化工行業中(zhong)(zhong)(zhong)，氫(qing)(qing)致(zhi)開裂事故(gu)在設備及管(guan)道中(zhong)(zhong)(zhong)時(shi)有發生(sheng)，氫(qing)(qing)致(zhi)開裂屬于(yu)低(di)應力(li)脆(cui)性破壞的(de)一(yi)種，斷(duan)裂前很少出現宏觀上(shang)的(de)塑性變形，發生(sheng)時(shi)往(wang)往(wang)沒有征兆，而生(sheng)產過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)物料(liao)多(duo)具有腐蝕性質，因此(ci)學者們將主要(yao)研究方向放(fang)在了設備管(guan)線內(nei)部介質對鋼材的(de)氫(qing)(qing)脆(cui)機理(li)(li)上(shang)。例如，盧志明等(deng)學者研究了含有硫化氫(qing)(qing)的(de)介質對于(yu)16MnR鋼的(de)應力(li)腐蝕斷(duan)裂敏感(gan)性。
在(zai)(zai)大(da)(da)氣腐(fu)蝕方面，學者(zhe)們主要研(yan)究(jiu)了(le)大(da)(da)氣腐(fu)蝕中(zhong)陰極過程(cheng)的(de)(de)(de)氧還原(yuan)對(dui)于鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕，卻忽略了(le)氫(qing)的(de)(de)(de)還原(yuan)，所以(yi)關于大(da)(da)氣環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)氫(qing)脆(cui)現象的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)并不多(duo)見。室內(nei)實驗(yan)證實，用(yong)蒸餾水濕(shi)(shi)潤過的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)試樣表面可以(yi)檢(jian)測出(chu)明顯的(de)(de)(de)氫(qing)滲透(tou)電流(liu)，這(zhe)說明氫(qing)滲透(tou)現象是普遍存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)；張大(da)(da)磊等人(ren)研(yan)究(jiu)了(le)濕(shi)(shi)度(du)對(dui)熱鍍鋅鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)在(zai)(zai)海洋大(da)(da)氣環境(jing)中(zhong)氫(qing)脆(cui)敏感(gan)性的(de)(de)(de)影(ying)響，結果表明相對(dui)濕(shi)(shi)度(du)在(zai)(zai)70%以(yi)上時，氫(qing)滲透(tou)電流(liu)隨著濕(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)增加而(er)增大(da)(da)，氫(qing)脆(cui)敏感(gan)性提高。由此可見，海洋大(da)(da)氣環境(jing)中(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)氫(qing)致敏感(gan)斷裂(lie)問題(ti)不容忽視。
由(you)氫(qing)(qing)(qing)和應力(li)的(de)(de)(de)共同作用導致的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬材料(liao)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)脆(cui)性斷裂的(de)(de)(de)現(xian)象，稱為氫(qing)(qing)(qing)致開(kai)裂，簡稱氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)。近年來，應力(li)腐蝕的(de)(de)(de)吸氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)變理論引起了部(bu)分科技(ji)工(gong)作者的(de)(de)(de)關注。該理論認(ren)為由(you)于腐蝕的(de)(de)(de)陰(yin)極(ji)(ji)反應產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)(qing)，氫(qing)(qing)(qing)原子擴(kuo)散到裂縫尖端金(jin)(jin)屬內部(bu)，金(jin)(jin)屬材料(liao)在(zai)拉應力(li)作用下脆(cui)斷。在(zai)腐蝕很強(qiang)的(de)(de)(de)海洋環境中，在(zai)金(jin)(jin)屬表面(mian)容易發生(sheng)(sheng)陰(yin)極(ji)(ji)析氫(qing)(qing)(qing)反應，造成氫(qing)(qing)(qing)在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)鐵表面(mian)的(de)(de)(de)吸附及向內部(bu)的(de)(de)(de)擴(kuo)散，由(you)于氫(qing)(qing)(qing)原子很小，很容易在(zai)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)晶(jing)格中移動，使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)鐵結構脆(cui)變，同時在(zai)交變載(zai)荷作用下，鋼(gang)(gang)(gang)鐵結構很容易發生(sheng)(sheng)由(you)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)造成的(de)(de)(de)斷裂，危(wei)害巨大。
氫(qing)致開裂(lie)是重(zhong)要的應力(li)腐蝕機理之一。氫(qing)致開裂(lie)是原(yuan)子(zi)氫(qing)在合金晶體(ti)結構內的滲入和擴散(san)所導(dao)致的脆性(xing)斷裂(lie)的現象，有(you)時又稱為氫(qing)脆或氫(qing)損傷。嚴格來說(shuo)，氫(qing)脆主要涉及金屬韌(ren)(ren)性(xing)的降低，而氫(qing)損傷除涉及韌(ren)(ren)性(xing)降低和開裂(lie)外，還包(bao)括金屬材(cai)料其他物理性(xing)能或化學性(xing)能的下降，因此含義更為廣泛。
1. 氫的來(lai)源
氫(qing)(qing)的(de)來源(yuan)可分為內(nei)氫(qing)(qing)和外(wai)氫(qing)(qing)兩種。內(nei)氫(qing)(qing)是(shi)指(zhi)材(cai)料(liao)在(zai)使(shi)(shi)用前內(nei)部就(jiu)已經存在(zai)的(de)氫(qing)(qing)，主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)冶煉(lian)、熱處理、酸洗、電鍍、焊接(jie)等過(guo)程中(zhong)吸收(shou)的(de)氫(qing)(qing)。外(wai)氫(qing)(qing)或(huo)環境氫(qing)(qing)是(shi)指(zhi)材(cai)料(liao)在(zai)使(shi)(shi)用過(guo)程中(zhong)與含(han)氫(qing)(qing)介(jie)質接(jie)觸(chu)或(huo)進行(xing)陰極析氫(qing)(qing)反應吸收(shou)的(de)氫(qing)(qing)。
2. 氫的傳輸
氫(qing)(qing)的傳輸有兩種方(fang)式：一(yi)是擴(kuo)散(san)，金屬中存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氫(qing)(qing)的濃(nong)度梯(ti)度或應力梯(ti)度時(shi)就會導致(zhi)氫(qing)(qing)的擴(kuo)散(san)。當金屬中存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)氫(qing)(qing)的濃(nong)度梯(ti)度時(shi)，氫(qing)(qing)將(jiang)(jiang)從(cong)濃(nong)度高的地方(fang)向濃(nong)度低的地方(fang)擴(kuo)散(san)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)穩態條件下(xia)(xia)，擴(kuo)散(san)遵從(cong)菲(fei)克定律。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)常溫下(xia)(xia)，由(you)于氫(qing)(qing)陷(xian)阱(jing)的存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)，對氫(qing)(qing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)金屬中的擴(kuo)散(san)行為(wei)影響較大；在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)高溫下(xia)(xia)，影響較小(xiao)。二是位(wei)(wei)(wei)錯遷移，位(wei)(wei)(wei)錯是一(yi)種特殊的氫(qing)(qing)陷(xian)阱(jing)。位(wei)(wei)(wei)錯不(bu)僅能(neng)將(jiang)(jiang)氫(qing)(qing)原子捕獲在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)其周圍(wei)，形成科氏氣(qi)團(tuan)(tuan)，而且由(you)于氫(qing)(qing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)金屬中擴(kuo)散(san)快，在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)位(wei)(wei)(wei)錯運(yun)動時(shi)氫(qing)(qing)氣(qi)團(tuan)(tuan)還(huan)能(neng)夠跟上位(wei)(wei)(wei)錯一(yi)起運(yun)動，即位(wei)(wei)(wei)錯能(neng)夠遷移氫(qing)(qing)。當運(yun)動的位(wei)(wei)(wei)錯遇到與氫(qing)(qing)結合(he)能(neng)更大的不(bu)可(ke)逆陷(xian)阱(jing)時(shi)，氫(qing)(qing)將(jiang)(jiang)被“傾倒”在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)這些陷(xian)阱(jing)處。
3. 氫的(de)存在形式(shi)
在金屬中，氫的存在形式有很多種；①. H-、H、H+,氫可以H-、H、H+的形式固溶在金屬中；②. 氫分子，當金屬中的氫含量超過溶解度時，氫原子往往在金屬的缺陷（孔洞、裂紋、晶間等）聚集形成氫分子；③. 氫化物，氫在V、Ti、Zr等IVB或VB族金屬中的溶解度較大，但超過溶解度后會形成TiH4,Ni也可以形成氫化物；④. 氣團，氫與位錯結合形成氣團，可看作是一種相。
