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(fu)蝕開裂過程的影響，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(sui)著氫脆理(li)論(lun)的(de)(de)完善，很多(duo)學(xue)者(zhe)將理(li)論(lun)與實際結合起來，在(zai)工程(cheng)應用中(zhong)(zhong)探討氫脆現(xian)(xian)象的(de)(de)發生(sheng)機(ji)理(li)。在(zai)石(shi)油化工行業中(zhong)(zhong)，氫致開(kai)裂(lie)事(shi)故在(zai)設備(bei)及管(guan)道中(zhong)(zhong)時有(you)發生(sheng)，氫致開(kai)裂(lie)屬(shu)于低(di)應力(li)脆性(xing)破壞(huai)的(de)(de)一種(zhong)，斷(duan)裂(lie)前很少出(chu)現(xian)(xian)宏觀上的(de)(de)塑性(xing)變形，發生(sheng)時往(wang)往(wang)沒有(you)征兆，而(er)生(sheng)產過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)物(wu)料多(duo)具有(you)腐蝕性(xing)質，因此學(xue)者(zhe)們將主要研(yan)究方(fang)向放在(zai)了(le)設備(bei)管(guan)線內部介質對鋼(gang)材(cai)的(de)(de)氫脆機(ji)理(li)上。例如(ru)，盧志明等學(xue)者(zhe)研(yan)究了(le)含有(you)硫(liu)化氫的(de)(de)介質對于16MnR鋼(gang)的(de)(de)應力(li)腐蝕斷(duan)裂(lie)敏感性(xing)。
在(zai)大(da)(da)氣(qi)腐蝕方面，學者們主要(yao)研(yan)究(jiu)了大(da)(da)氣(qi)腐蝕中陰極過(guo)程的(de)(de)(de)氧還(huan)原對(dui)于鋼(gang)材的(de)(de)(de)腐蝕，卻忽(hu)略了氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)還(huan)原，所以關于大(da)(da)氣(qi)環境中的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆現(xian)象的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)并不多見(jian)。室內實驗證實，用蒸餾(liu)水濕(shi)(shi)潤過(guo)的(de)(de)(de)鋼(gang)材試樣表面可(ke)以檢測出明(ming)顯的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透電流，這說(shuo)明(ming)氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透現(xian)象是(shi)普遍存在(zai)的(de)(de)(de)；張(zhang)大(da)(da)磊等人研(yan)究(jiu)了濕(shi)(shi)度(du)對(dui)熱鍍鋅鋼(gang)材在(zai)海(hai)(hai)洋(yang)大(da)(da)氣(qi)環境中氫(qing)(qing)(qing)脆敏(min)(min)感(gan)(gan)性的(de)(de)(de)影響，結果表明(ming)相對(dui)濕(shi)(shi)度(du)在(zai)70%以上時，氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透電流隨著濕(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加而增(zeng)大(da)(da)，氫(qing)(qing)(qing)脆敏(min)(min)感(gan)(gan)性提高。由(you)此可(ke)見(jian)，海(hai)(hai)洋(yang)大(da)(da)氣(qi)環境中鋼(gang)材的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)致敏(min)(min)感(gan)(gan)斷裂問題不容忽(hu)視。
由(you)氫(qing)(qing)(qing)和應(ying)力的(de)共同作(zuo)用(yong)導(dao)致(zhi)的(de)金屬(shu)材(cai)料產(chan)生脆(cui)性(xing)斷(duan)裂(lie)的(de)現象，稱(cheng)為氫(qing)(qing)(qing)致(zhi)開裂(lie)，簡稱(cheng)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)。近年來，應(ying)力腐蝕的(de)吸氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)變理論(lun)引(yin)起了部分(fen)科(ke)技工作(zuo)者的(de)關注。該理論(lun)認為由(you)于腐蝕的(de)陰極反應(ying)產(chan)生氫(qing)(qing)(qing)，氫(qing)(qing)(qing)原子擴(kuo)散(san)到(dao)裂(lie)縫尖端金屬(shu)內(nei)部，金屬(shu)材(cai)料在(zai)(zai)拉應(ying)力作(zuo)用(yong)下脆(cui)斷(duan)。在(zai)(zai)腐蝕很(hen)(hen)強(qiang)的(de)海洋環境(jing)中，在(zai)(zai)金屬(shu)表面(mian)容易(yi)發(fa)生陰極析(xi)氫(qing)(qing)(qing)反應(ying)，造成氫(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)鋼鐵表面(mian)的(de)吸附(fu)及向內(nei)部的(de)擴(kuo)散(san)，由(you)于氫(qing)(qing)(qing)原子很(hen)(hen)小，很(hen)(hen)容易(yi)在(zai)(zai)金屬(shu)的(de)晶格中移動，使鋼鐵結構(gou)脆(cui)變，同時在(zai)(zai)交變載荷作(zuo)用(yong)下，鋼鐵結構(gou)很(hen)(hen)容易(yi)發(fa)生由(you)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)造成的(de)斷(duan)裂(lie)，危害巨大。
氫(qing)致開裂(lie)(lie)是重要的(de)應力腐蝕機理之(zhi)一。氫(qing)致開裂(lie)(lie)是原子氫(qing)在合金晶體結(jie)構(gou)內的(de)滲(shen)入(ru)和(he)擴散(san)所導(dao)致的(de)脆性(xing)斷裂(lie)(lie)的(de)現象，有時(shi)又稱為氫(qing)脆或氫(qing)損(sun)傷(shang)。嚴格來說，氫(qing)脆主要涉及金屬韌(ren)性(xing)的(de)降(jiang)低，而(er)氫(qing)損(sun)傷(shang)除涉及韌(ren)性(xing)降(jiang)低和(he)開裂(lie)(lie)外(wai)，還包(bao)括金屬材料其他物理性(xing)能(neng)或化(hua)學性(xing)能(neng)的(de)下降(jiang)，因此含(han)義更為廣泛。
1. 氫的來(lai)源
氫(qing)的來(lai)源可(ke)分(fen)為內(nei)氫(qing)和外氫(qing)兩種。內(nei)氫(qing)是指材(cai)料在(zai)(zai)(zai)使(shi)用(yong)前內(nei)部就已(yi)經存在(zai)(zai)(zai)的氫(qing)，主(zhu)要是在(zai)(zai)(zai)冶煉、熱處理、酸(suan)洗、電鍍、焊(han)接(jie)等過程中(zhong)吸收的氫(qing)。外氫(qing)或環境氫(qing)是指材(cai)料在(zai)(zai)(zai)使(shi)用(yong)過程中(zhong)與(yu)含氫(qing)介質(zhi)接(jie)觸(chu)或進行陰極析氫(qing)反應吸收的氫(qing)。
2. 氫(qing)的傳(chuan)輸
氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)傳輸(shu)有兩種(zhong)方(fang)式：一是擴散(san)，金(jin)屬(shu)中存在(zai)(zai)氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)濃度梯(ti)度或應力(li)梯(ti)度時就會導致氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)擴散(san)。當金(jin)屬(shu)中存在(zai)(zai)氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)濃度梯(ti)度時，氫(qing)(qing)(qing)將從(cong)濃度高(gao)的(de)(de)地方(fang)向濃度低(di)的(de)(de)地方(fang)擴散(san)。在(zai)(zai)穩(wen)態條件下，擴散(san)遵從(cong)菲克定律。在(zai)(zai)常溫(wen)下，由(you)于氫(qing)(qing)(qing)陷(xian)阱的(de)(de)存在(zai)(zai)，對(dui)氫(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)中的(de)(de)擴散(san)行為(wei)影響較大；在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下，影響較小。二是位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)遷移，位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)是一種(zhong)特殊的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)陷(xian)阱。位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)不僅能(neng)(neng)(neng)(neng)將氫(qing)(qing)(qing)原子(zi)捕獲在(zai)(zai)其(qi)周圍，形成(cheng)科氏氣團，而且由(you)于氫(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)中擴散(san)快(kuai)，在(zai)(zai)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)運動(dong)時氫(qing)(qing)(qing)氣團還(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)夠跟上位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)一起運動(dong)，即位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)能(neng)(neng)(neng)(neng)夠遷移氫(qing)(qing)(qing)。當運動(dong)的(de)(de)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)遇到與氫(qing)(qing)(qing)結合能(neng)(neng)(neng)(neng)更大的(de)(de)不可(ke)逆(ni)陷(xian)阱時，氫(qing)(qing)(qing)將被“傾倒”在(zai)(zai)這些陷(xian)阱處。
3. 氫(qing)的存在形式(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。
