按照氫脆敏感性與應變速率的關系,可以將氫致開裂分為兩大類。


1. 第一類氫脆


 氫脆的敏感性隨應變速率的增加而增加,即材料加載前內部已存在某種裂紋源,加載后在應力作用下加快了裂紋的形成與擴展。第一類氫脆包括三種形式:①. 氫腐蝕,由于氫在高溫高壓下與金屬中第二相(夾雜物和合金添加物)發生化學反應,生成高壓氣體(如CH4、SiH4)引起材料脫碳、內裂紋和鼓泡的現象;②. 氫鼓泡,過飽和的氫原子在缺陷位置(如夾雜)析出,形成氫分子,在局部造成很高的氫壓,引起表面鼓泡或內部裂紋的現象;③. 氫化物型氫脆,氫與IVB和VB族金屬有較大的親和力,氫含量較高時容易產生脆性的氫化物相,并在隨后受力時成為裂紋源,引起脆斷。


 上(shang)述三種情況將造(zao)成(cheng)金屬(shu)(shu)永久(jiu)損(sun)傷(shang),使(shi)材料塑性(xing)或(huo)強(qiang)度(du)降低(di),即使(shi)從金屬(shu)(shu)中除氫(qing)損(sun)傷(shang)也不能消除,塑性(xing)或(huo)強(qiang)度(du)也不能恢復,故稱為(wei)不可逆氫(qing)脆。


2. 第二類氫(qing)脆


 氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)的(de)(de)(de)敏感性(xing)(xing)隨應(ying)(ying)變(bian)速率增加而降低,即材料在(zai)(zai)(zai)加載(zai)前(qian)(qian)并(bing)(bing)不(bu)存(cun)在(zai)(zai)(zai)裂(lie)(lie)紋(wen)源,加載(zai)后(hou)在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)和(he)(he)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)交(jiao)互作(zuo)(zuo)用(yong)下逐漸形(xing)(xing)(xing)成裂(lie)(lie)紋(wen)源,最(zui)(zui)(zui)終導(dao)致脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)。第二類氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)包括(kuo)兩(liang)種形(xing)(xing)(xing)式(shi):一是(shi)應(ying)(ying)力(li)誘發氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物型氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。在(zai)(zai)(zai)能夠(gou)形(xing)(xing)(xing)成脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)中,當氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)含(han)量較低或氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)(zai)固(gu)溶體中的(de)(de)(de)過飽(bao)和(he)(he)度較低時,尚不(bu)能自發形(xing)(xing)(xing)成氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物;而在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下,氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)會(hui)向應(ying)(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)(ji)中處富(fu)集(ji)(ji)(ji)(ji),當氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃度超過臨界(jie)值時就會(hui)沉淀出氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物。這(zhe)種應(ying)(ying)力(li)誘發的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物相變(bian)只(zhi)在(zai)(zai)(zai)較低的(de)(de)(de)應(ying)(ying)變(bian)速率下出現(xian),并(bing)(bing)由(you)此導(dao)致脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie)(lie),一旦出現(xian)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物,即使卸載(zai)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),靜止一段(duan)時間后(hou)再高(gao)速變(bian)形(xing)(xing)(xing),塑(su)性(xing)(xing)也不(bu)能恢復,故也是(shi)不(bu)可逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。二是(shi)可逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。是(shi)指含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)金屬(shu)(shu)在(zai)(zai)(zai)高(gao)速變(bian)形(xing)(xing)(xing)時并(bing)(bing)不(bu)顯示脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing),而在(zai)(zai)(zai)緩(huan)慢(man)變(bian)形(xing)(xing)(xing)時由(you)于氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)逐漸向應(ying)(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)(ji)中處富(fu)集(ji)(ji)(ji)(ji),在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)與氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)交(jiao)互作(zuo)(zuo)用(yong)下裂(lie)(lie)紋(wen)形(xing)(xing)(xing)核(he)、擴展,最(zui)(zui)(zui)終導(dao)致脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)斷裂(lie)(lie),在(zai)(zai)(zai)未形(xing)(xing)(xing)成裂(lie)(lie)紋(wen)前(qian)(qian)去除(chu)載(zai)荷,靜置(zhi)一段(duan)時間后(hou)高(gao)速變(bian)形(xing)(xing)(xing),材料的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)可以得(de)到(dao)恢復,即應(ying)(ying)力(li)去除(chu)后(hou)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)消失,因此稱為(wei)可逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。由(you)內(nei)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引起的(de)(de)(de)稱可逆(ni)內(nei)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui),由(you)外氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引起的(de)(de)(de)稱環(huan)境氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。通(tong)常所說(shuo)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)主要指可逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui),是(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)致開裂(lie)(lie)中最(zui)(zui)(zui)主要、最(zui)(zui)(zui)危(wei)險的(de)(de)(de)破壞形(xing)(xing)(xing)式(shi)。