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(ying)力(li)腐蝕開裂過程的影響，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。
1. 環境(jing)因(yin)素的影響
氫(qing)脆是特(te)定(ding)(ding)材(cai)料在特(te)定(ding)(ding)環境下(xia)的脆斷現象，是環境與材(cai)料相互作用的結果。敏感材(cai)料在含有氫(qing)元(yuan)素的環境中都有可能(neng)發生(sheng)氫(qing)脆，影響氫(qing)脆的環境因素有溫度、pH、氧化(hua)還原電(dian)位(wei)、特(te)殊離子、氣體化(hua)合(he)物(wu)等。
a. 溫度
氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)在溫度(du)-30~30℃附近(jin)最敏感，一般發(fa)生在-100~150℃范(fan)圍內，在低溫或高(gao)溫時氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏感性降低。隨溫度(du)的(de)升高(gao)氫(qing)(qing)(qing)在金屬中的(de)溶解度(du)、擴散速率升高(gao)。溫度(du)不僅有(you)利(li)于(yu)氫(qing)(qing)(qing)滲透也有(you)利(li)于(yu)氫(qing)(qing)(qing)的(de)復合(he)，是一種雙重影響。溫度(du)主要通過影響材料中氫(qing)(qing)(qing)濃度(du)、氫(qing)(qing)(qing)擴散速率從而影響材料的(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)。
b. pH值
pH值(zhi)的(de)(de)(de)(de)大小直(zhi)接決(jue)定(ding)了H+的(de)(de)(de)(de)多少，進(jin)而(er)可能(neng)影響(xiang)氫的(de)(de)(de)(de)生(sheng)成，但(dan)并不(bu)是(shi)簡單的(de)(de)(de)(de)pH越低氫脆(cui)越容易發(fa)生(sheng)。不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)和溶液會有(you)(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)結果(guo)，通常(chang)情況下，由于(yu)pH值(zhi)降低H+增多有(you)(you)利于(yu)氫的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)，氫脆(cui)敏感性(xing)升高。但(dan)E.M.K.Hillier等人研究(jiu)發(fa)現(xian)，電鍍(du)中pH值(zhi)降低有(you)(you)利于(yu)能(neng)抑制(zhi)氫脆(cui)的(de)(de)(de)(de)富鈷相(xiang)的(de)(de)(de)(de)形成，從而(er)降低了材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)氫脆(cui)敏感性(xing)。雖然在高pH值(zhi)條(tiao)件(jian)下H+較少，但(dan)并不(bu)一定(ding)影響(xiang)氫的(de)(de)(de)(de)生(sheng)成，主要起決(jue)定(ding)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)是(shi)陰極反應。
c. 氧化還(huan)原電位
電(dian)位越負越有利于(yu)(yu)析(xi)氫(qing)反應的發(fa)生(sheng)，因(yin)此更有利于(yu)(yu)氫(qing)脆的發(fa)生(sheng)。Wen-Ta Tsai等人的研究發(fa)現2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼在陽極(ji)電(dian)位區(qu)以(yi)及腐蝕電(dian)位附(fu)近（380~500mV范圍內）均不(bu)發(fa)生(sheng)氫(qing)脆，只有當電(dian)位處(chu)于(yu)(yu)較負的陰極(ji)電(dian)位區(qu)（＜900mV)時才發(fa)生(sheng)氫(qing)脆。說明電(dian)位降低(di)氫(qing)脆敏感(gan)性增高。特別(bie)是在對(dui)材料進行陰極(ji)保護時，控制保護電(dian)位對(dui)預(yu)防氫(qing)脆更重要。
d. 特(te)殊離子
環(huan)境中的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)主要通過影響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)產生，進(jin)而(er)影響(xiang)材料的(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆。其中，由于硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)或硫(liu)(liu)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)引發的(de)(de)(de)(de)SCC是(shi)(shi)目前(qian)國內外學者研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)焦點，特別(bie)是(shi)(shi)在研(yan)究(jiu)含硫(liu)(liu)原油(you)輸(shu)油(you)管道(dao)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境脆斷時(shi)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆機理以硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆為主。余剛等(deng)人(ren)研(yan)究(jiu)發現隨溶液(ye)中硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)溶液(ye)質(zhi)量分數的(de)(de)(de)(de)增加，16MnR鋼的(de)(de)(de)(de)穩態滲(shen)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)電(dian)流密度逐(zhu)漸(jian)增大，在高質(zhi)量分數區趨于穩定值。硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)質(zhi)量分數的(de)(de)(de)(de)增大使二(er)價硫(liu)(liu)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)含量增加，對原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)結合成氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)毒化(hua)作用(yong)(yong)也(ye)(ye)逐(zhu)漸(jian)增強，鋼表(biao)面(mian)原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃度的(de)(de)(de)(de)增大能增大滲(shen)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)效率。亞(ya)硫(liu)(liu)酸根離(li)(li)(li)子(zi)(zi)也(ye)(ye)能促進(jin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)透，特別(bie)是(shi)(shi)在含有(you)二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)大氣氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)透中作用(yong)(yong)更明顯。其他的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)，如(ru)氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)能破壞金(jin)屬氧(yang)化(hua)膜，間接(jie)促進(jin)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)透，而(er)且含氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)環(huan)境，如(ru)海(hai)洋環(huan)境等(deng)是(shi)(shi)材料脆斷的(de)(de)(de)(de)敏感介質(zhi)，對氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆也(ye)(ye)有(you)一定的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。
此外，生物(wu)因素(su)，如硫酸鹽還(huan)原菌（SRB)在(zai)代(dai)謝過(guo)程中產(chan)(chan)生氫(qing)，對(dui)氫(qing)脆(cui)也(ye)會產(chan)(chan)生一(yi)定影(ying)響。總之，環(huan)境對(dui)氫(qing)脆(cui)的影(ying)響主要是通過(guo)影(ying)響氫(qing)的來(lai)源和傳輸擴較敏感。
2. 材料(liao)本身(shen)對氫脆的影響
a. 強度水平(ping)
一般氫(qing)脆敏感性隨硬度、強度的升高(gao)而(er)增高(gao)。由于(yu)應力(li)梯度有(you)利(li)于(yu)氫(qing)擴散，因此材料在使(shi)用、焊接等處理(li)工藝(yi)過程中等造成的殘余應力(li)會使(shi)其氫(qing)脆敏感性提高(gao)。
b. 合(he)金元素
氫(qing)(qing)與不(bu)同(tong)的(de)(de)金(jin)屬元素的(de)(de)結合(he)作(zuo)用能力，在其(qi)中(zhong)的(de)(de)擴散速率(lv)(lv)不(bu)同(tong)造成不(bu)同(tong)金(jin)屬材料的(de)(de)氫(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)性(xing)也不(bu)同(tong)。如在鐵鎳二元合(he)金(jin)中(zhong)，氫(qing)(qing)的(de)(de)滲透(tou)速率(lv)(lv)隨Ni含量的(de)(de)增加而(er)增大，欽合(he)金(jin)對(dui)氫(qing)(qing)脆的(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing)較(jiao)其(qi)他金(jin)屬更高(gao)，已經成為(wei)研究熱點。
U.Prakash等人研究發現(xian)鐵鋁合金中C或(huo)Al的含量升高能適當抑制(zhi)氫脆(cui)。
c. 微(wei)觀結(jie)構
不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬以(yi)及合金(jin)(jin)都有不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子在(zai)金(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)主(zhu)(zhu)要(yao)是通過晶(jing)界或(huo)空隙(xi)擴散(san)，而(er)且(qie)主(zhu)(zhu)要(yao)偏聚在(zai)晶(jing)界、夾雜物(wu)等缺陷(xian)(xian)處。微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)直(zhi)接影響(xiang)了氫(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)材(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)擴散(san)、偏聚、與金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用等材(cai)料(liao)脆(cui)斷過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)關鍵(jian)步(bu)驟，是氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)(de)重要(yao)影響(xiang)因素。不(bu)(bu)同(tong)晶(jing)體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)(zhong)，馬(ma)氏體(ti)比(bi)(bi)(bi)貝氏體(ti)、珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)、鐵(tie)(tie)素體(ti)、奧氏體(ti)、沉(chen)積(ji)硬化(hua)鋼(gang)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)高(gao)；貝氏體(ti)比(bi)(bi)(bi)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)、鐵(tie)(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)高(gao)；抑制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)方面鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)如奧氏體(ti)，而(er)且(qie)兩相(xiang)的(de)(de)(de)比(bi)(bi)(bi)例及晶(jing)粒大小也影響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)。微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)(zhong)，位錯(cuo)作(zuo)為(wei)(wei)可逆陷(xian)(xian)阱(jing)，位錯(cuo)密度越(yue)高(gao)越(yue)有利于氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)擴散(san)傳輸，從而(er)增高(gao)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)；相(xiang)反作(zuo)為(wei)(wei)不(bu)(bu)可逆陷(xian)(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)如金(jin)(jin)屬碳化(hua)物(wu)、晶(jing)間沉(chen)積(ji)物(wu)、轉(zhuan)變奧氏體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)越(yue)多，分布(bu)越(yue)均勻(yun)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)越(yue)低。一般認為(wei)(wei)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)晶(jing)粒越(yue)細、分布(bu)越(yue)均勻(yun)，缺陷(xian)(xian)越(yue)少，材(cai)料(liao)抗氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)性(xing)能越(yue)好。此(ci)外，材(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜質元(yuan)素與主(zhu)(zhu)體(ti)元(yuan)素結(jie)(jie)合，改變了其(qi)微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)以(yi)及陷(xian)(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)和分布(bu)形(xing)態，從而(er)降(jiang)低或(huo)提高(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感(gan)性(xing)。
