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(cui)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(ying)力腐蝕(shi)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。
1. 環境因素(su)的影響
氫脆(cui)是特定(ding)材(cai)料(liao)在(zai)特定(ding)環(huan)境下的(de)(de)脆(cui)斷現(xian)象，是環(huan)境與材(cai)料(liao)相(xiang)互作用的(de)(de)結果。敏感材(cai)料(liao)在(zai)含有氫元素的(de)(de)環(huan)境中都有可能發(fa)生氫脆(cui)，影(ying)響氫脆(cui)的(de)(de)環(huan)境因素有溫(wen)度、pH、氧化(hua)還原(yuan)電位(wei)、特殊離子、氣體化(hua)合(he)物等(deng)。
a. 溫度
氫(qing)(qing)脆在(zai)溫度-30~30℃附近最敏感(gan)，一般發(fa)生在(zai)-100~150℃范圍內，在(zai)低(di)溫或高溫時氫(qing)(qing)脆敏感(gan)性降低(di)。隨溫度的升高氫(qing)(qing)在(zai)金屬(shu)中(zhong)的溶解度、擴(kuo)(kuo)散(san)速(su)率升高。溫度不僅(jin)有(you)利于氫(qing)(qing)滲透也有(you)利于氫(qing)(qing)的復(fu)合，是一種雙重影(ying)(ying)響(xiang)。溫度主(zhu)要通過影(ying)(ying)響(xiang)材料中(zhong)氫(qing)(qing)濃度、氫(qing)(qing)擴(kuo)(kuo)散(san)速(su)率從而影(ying)(ying)響(xiang)材料的氫(qing)(qing)脆。
b. pH值
pH值的(de)(de)(de)大小直接決(jue)(jue)定(ding)(ding)了(le)H+的(de)(de)(de)多少，進而(er)可能(neng)影(ying)響(xiang)氫(qing)的(de)(de)(de)生(sheng)成，但(dan)(dan)并(bing)(bing)不(bu)是簡(jian)單的(de)(de)(de)pH越低(di)(di)氫(qing)脆越容易發生(sheng)。不(bu)同的(de)(de)(de)材料(liao)和溶液(ye)會有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)結(jie)果，通(tong)常(chang)情(qing)況下，由于(yu)pH值降(jiang)低(di)(di)H+增多有(you)利(li)于(yu)氫(qing)的(de)(de)(de)產生(sheng)，氫(qing)脆敏感性升高。但(dan)(dan)E.M.K.Hillier等人研究發現，電鍍中pH值降(jiang)低(di)(di)有(you)利(li)于(yu)能(neng)抑制氫(qing)脆的(de)(de)(de)富鈷相的(de)(de)(de)形成，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)(di)了(le)材料(liao)的(de)(de)(de)氫(qing)脆敏感性。雖然在高pH值條件(jian)下H+較少，但(dan)(dan)并(bing)(bing)不(bu)一定(ding)(ding)影(ying)響(xiang)氫(qing)的(de)(de)(de)生(sheng)成，主要(yao)起(qi)決(jue)(jue)定(ding)(ding)作用(yong)的(de)(de)(de)是陰極反(fan)應。
c. 氧化還(huan)原電位
電(dian)位越(yue)負越(yue)有利于析氫(qing)反應的發生，因此(ci)更有利于氫(qing)脆(cui)的發生。Wen-Ta Tsai等(deng)人(ren)的研究(jiu)發現2205雙相不(bu)銹鋼在(zai)陽極(ji)電(dian)位區以(yi)及(ji)腐(fu)蝕(shi)電(dian)位附近（380~500mV范(fan)圍(wei)內(nei)）均不(bu)發生氫(qing)脆(cui)，只有當電(dian)位處(chu)于較(jiao)負的陰極(ji)電(dian)位區（＜900mV)時才發生氫(qing)脆(cui)。說明(ming)電(dian)位降低氫(qing)脆(cui)敏感性(xing)增高(gao)。特別是在(zai)對(dui)材料進(jin)行(xing)陰極(ji)保護(hu)時，控制(zhi)保護(hu)電(dian)位對(dui)預防氫(qing)脆(cui)更重要。
d. 特殊離子
環(huan)(huan)(huan)境(jing)中(zhong)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)主要通過影(ying)(ying)(ying)響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)產生，進而影(ying)(ying)(ying)響(xiang)材料的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。其(qi)中(zhong)，由于(yu)(yu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)或硫(liu)(liu)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)引(yin)發的(de)SCC是目前國內外學者研(yan)(yan)究(jiu)的(de)焦點(dian)，特別是在研(yan)(yan)究(jiu)含(han)硫(liu)(liu)原(yuan)油(you)輸油(you)管道的(de)環(huan)(huan)(huan)境(jing)脆(cui)(cui)斷時，氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)機理以(yi)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)為主。余(yu)剛等人(ren)研(yan)(yan)究(jiu)發現隨溶液中(zhong)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)溶液質量(liang)分(fen)數(shu)的(de)增(zeng)加，16MnR鋼(gang)的(de)穩態滲氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)電流密度逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)大(da)，在高(gao)質量(liang)分(fen)數(shu)區(qu)趨于(yu)(yu)穩定(ding)(ding)值。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)質量(liang)分(fen)數(shu)的(de)增(zeng)大(da)使二價硫(liu)(liu)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)含(han)量(liang)增(zeng)加，對(dui)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)結合成氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)毒化(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)也(ye)逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)強，鋼(gang)表(biao)面原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃度的(de)增(zeng)大(da)能增(zeng)大(da)滲氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)效率。亞硫(liu)(liu)酸(suan)根離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)也(ye)能促進氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲透，特別是在含(han)有二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)的(de)大(da)氣氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲透中(zhong)作(zuo)(zuo)用(yong)更明顯。其(qi)他的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，如氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)能破壞金(jin)屬氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜，間接促進氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲透，而且(qie)含(han)氯(lv)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)環(huan)(huan)(huan)境(jing)，如海洋環(huan)(huan)(huan)境(jing)等是材料脆(cui)(cui)斷的(de)敏感介質，對(dui)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)也(ye)有一定(ding)(ding)的(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)。
此外，生(sheng)物因素，如硫酸鹽還(huan)原菌（SRB)在代(dai)謝(xie)過(guo)程中產生(sheng)氫，對(dui)(dui)氫脆也會(hui)產生(sheng)一定影(ying)響(xiang)。總之，環(huan)境(jing)對(dui)(dui)氫脆的影(ying)響(xiang)主要是通過(guo)影(ying)響(xiang)氫的來源和傳輸擴較敏(min)感。
2. 材料(liao)本身對氫脆的影(ying)響(xiang)
a. 強(qiang)度(du)水(shui)平
一(yi)般氫脆(cui)敏(min)感性隨硬度(du)(du)、強度(du)(du)的升高(gao)而增(zeng)高(gao)。由于(yu)應(ying)力梯度(du)(du)有利(li)于(yu)氫擴(kuo)散，因此材料在使(shi)用、焊接等(deng)處理工(gong)藝(yi)過程中(zhong)等(deng)造成的殘余應(ying)力會(hui)使(shi)其氫脆(cui)敏(min)感性提高(gao)。
b. 合金元素
氫與不(bu)同的(de)金(jin)(jin)屬(shu)元素的(de)結合(he)作用(yong)能力，在其中(zhong)(zhong)的(de)擴散速(su)率(lv)不(bu)同造(zao)成不(bu)同金(jin)(jin)屬(shu)材料的(de)氫脆敏(min)感(gan)性(xing)也不(bu)同。如(ru)在鐵鎳二元合(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)，氫的(de)滲透速(su)率(lv)隨(sui)Ni含(han)量(liang)的(de)增(zeng)加而增(zeng)大，欽合(he)金(jin)(jin)對氫脆的(de)敏(min)感(gan)性(xing)較(jiao)其他金(jin)(jin)屬(shu)更高，已經成為研究熱(re)點。
U.Prakash等(deng)人(ren)研(yan)究發現(xian)鐵(tie)鋁合(he)金中C或Al的含量升高能(neng)適(shi)當抑制氫(qing)脆。
c. 微觀(guan)結構
不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)以及(ji)(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)都有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)，氫(qing)(qing)原子在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中主要(yao)是通(tong)過晶(jing)(jing)(jing)界或空隙擴散(san)，而(er)且主要(yao)偏聚在晶(jing)(jing)(jing)界、夾雜(za)物等缺陷(xian)處。微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)直(zhi)接影響(xiang)(xiang)(xiang)了氫(qing)(qing)在材(cai)料中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)、偏聚、與(yu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用等材(cai)料脆(cui)斷過程中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵步(bu)驟，是氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)影響(xiang)(xiang)(xiang)因素(su)。不(bu)同(tong)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中，馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)比(bi)貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、沉積硬化(hua)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)高(gao)；貝(bei)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)比(bi)珠光體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)、鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)高(gao)；抑制氫(qing)(qing)脆(cui)方面鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)如(ru)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，而(er)且兩(liang)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例及(ji)(ji)晶(jing)(jing)(jing)粒大小也影響(xiang)(xiang)(xiang)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)。微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中，位錯作為可逆(ni)陷(xian)阱，位錯密度越(yue)(yue)(yue)高(gao)越(yue)(yue)(yue)有利于氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)傳輸，從而(er)增(zeng)高(gao)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)；相(xiang)反作為不(bu)可逆(ni)陷(xian)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)如(ru)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)碳化(hua)物、晶(jing)(jing)(jing)間沉積物、轉變奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量越(yue)(yue)(yue)多，分布越(yue)(yue)(yue)均勻，氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)(yue)低。一般(ban)認為材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒越(yue)(yue)(yue)細、分布越(yue)(yue)(yue)均勻，缺陷(xian)越(yue)(yue)(yue)少(shao)，材(cai)料抗氫(qing)(qing)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)能越(yue)(yue)(yue)好。此外(wai)，材(cai)料中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質元(yuan)素(su)與(yu)主體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)元(yuan)素(su)結(jie)(jie)(jie)合(he)，改變了其微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)以及(ji)(ji)陷(xian)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量和分布形態，從而(er)降低或提高(gao)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性(xing)(xing)(xing)。
