平時講的(de)氫(qing)脆(cui)為由內氫(qing)或(huo)者外氫(qing)導致而形成(cheng)的(de)可(ke)逆氫(qing)脆(cui)，其主要(yao)特點如下：


 1. 應變(bian)(bian)速度低(di)氫脆(cui)(cui)敏(min)感性強，形變(bian)(bian)速度的(de)增高導致氫脆(cui)(cui)發生(sheng)的(de)溫度范疇變(bian)(bian)窄、塑性減小、幅度變(bian)(bian)低(di)，即氫脆(cui)(cui)不容(rong)易發生(sheng)。此外，如果應變(bian)(bian)速度高于某臨界(jie)值(zhi)，則氫脆(cui)(cui)不會發生(sheng)。


 2. 氫脆(cui)對高強度(du)鋼較(jiao)敏(min)感，這是由于高強度(du)鋼在熱力學上比較(jiao)不穩定，容易(yi)發生脆(cui)化，氫脆(cui)的(de)敏(min)感性隨著材料(liao)屈(qu)服極限(xian)值的(de)升高而升高。


 3. 氫脆(cui)(cui)對含氫量較敏(min)感(gan)，鋼的(de)氫脆(cui)(cui)臨界(jie)應(ying)力(li)值隨著氫濃(nong)度的(de)增加(jia)而下降，同時鋼發生氫脆(cui)(cui)的(de)孕(yun)育期和(he)破壞時間均(jun)隨著氫濃(nong)度的(de)升高而縮短。


 4. 氫脆(cui)(cui)的(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)是在(zai)某個應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)范圍之內(nei)的(de)，即氫脆(cui)(cui)的(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)存在(zai)一個上(shang)(shang)、下(xia)臨界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值，其(qi)為一種延(yan)遲破壞。只有當(dang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)在(zai)上(shang)(shang)、下(xia)臨界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值之間時(shi)延(yan)遲破壞才(cai)會發生(sheng)(sheng)，其(qi)發生(sheng)(sheng)主要(yao)有三(san)個階段(duan)，分(fen)別為孕育期(qi)、裂(lie)紋在(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)作用(yong)下(xia)長大及失穩(wen)斷裂(lie)。而應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)低(di)于(yu)下(xia)臨界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值時(shi)不管(guan)時(shi)間多久(jiu)都不會出現脆(cui)(cui)斷現象；當(dang)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)高(gao)于(yu)上(shang)(shang)臨界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值時(shi)就(jiu)能夠(gou)出現瞬(shun)時(shi)脆(cui)(cui)斷的(de)現象。

 

 5. 溫度越高氫脆(cui)(cui)敏感性越低，即氫脆(cui)(cui)具有低脆(cui)(cui)性溫度特(te)征。此外，氫脆(cui)(cui)的裂紋擴展具有不(bu)連續的特(te)征，很少(shao)出(chu)現分支并且通常情(qing)況下很少(shao)在材料的表面形成裂紋源。



在應力(li)影響下，氫能(neng)夠(gou)在裂紋尖端(duan)的(de)三向應力(li)區富集，導致材料斷(duan)裂應力(li)減小從(cong)而(er)造成(cheng)脆性斷(duan)裂。現階段較為(wei)流(liu)行的(de)氫脆機制(zhi)如(ru)下：


1. 氫壓理論


  氫壓(ya)理論指出一(yi)些(xie)過飽和(he)的氧在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)(shu)中的一(yi)些(xie)缺(que)(que)陷位(wei)置(zhi)（如孔隙，晶界）析(xi)出，并且H結合(he)成(cheng)(cheng)H2能(neng)夠(gou)在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)(shu)的這(zhe)些(xie)缺(que)(que)陷處(chu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)比較大的內壓(ya)力(li)(li)，該內壓(ya)力(li)(li)跟外(wai)外(wai)應力(li)(li)或者金屬(shu)(shu)內部的殘余應力(li)(li)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)合(he)力(li)(li)，當(dang)金屬(shu)(shu)的屈服(fu)極限低(di)于這(zhe)個合(he)力(li)(li)時(shi)，斷裂(lie)就會發生、即氫在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)(shu)材料缺(que)(que)陷處(chu)所形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的內壓(ya)力(li)(li)跟外(wai)應力(li)(li)促進了裂(lie)紋的形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)和(he)發展(zhan)，


2. 吸附氫(qing)降低(di)表面能理論


  氫(qing)(qing)(qing)(qing)吸附(fu)在裂(lie)紋尖端(duan)時(shi)能(neng)夠導致金屬表面(mian)(mian)能(neng)減小，進(jin)面(mian)(mian)造成(cheng)金屬的斷裂(lie)應力(li)減小，吸附(fu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)降(jiang)低(di)表面(mian)(mian)能(neng)理論(lun)可以(yi)(yi)被(bei)用來(lai)很好地詮釋(shi)應變速率對氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆的作用，闡明(ming)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆發生孕育期(qi)的存(cun)在及在較低(di)的氫(qing)(qing)(qing)(qing)分(fen)壓條件下實驗過程中出現脆斷現象等。但是(shi)吸附(fu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)降(jiang)低(di)表面(mian)(mian)能(neng)理論(lun)不(bu)可以(yi)(yi)用來(lai)解釋(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆可逆性(xing)的特(te)(te)點，以(yi)(yi)及不(bu)可以(yi)(yi)解釋(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆裂(lie)紋擴展具有不(bu)連(lian)續特(te)(te)征等。


3. 弱鍵理論


  氫在(zai)應力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)會在(zai)材料缺口或者(zhe)裂紋尖端的(de)(de)(de)三向應力(li)(li)(li)區聚集(ji)，進而導致該處(chu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鍵的(de)(de)(de)結合(he)(he)(he)能降(jiang)低，金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)較小的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)就會發生脆性(xing)斷裂。氫能夠減弱(ruo)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)鍵結合(he)(he)(he)能的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)(yin)在(zai)于氫的(de)(de)(de)1S電子(zi)(zi)進人到了過(guo)渡(du)族(zu)(zu)(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素沒有填滿(man)的(de)(de)(de)3d帶(dai)(dai)，使得金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)3d帶(dai)(dai)電子(zi)(zi)的(de)(de)(de)密(mi)集(ji)度增強，提高了金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)排斥(chi)力(li)(li)(li)、減弱(ruo)了其鍵力(li)(li)(li)，進而導致了金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)脆化。但是非過(guo)渡(du)族(zu)(zu)(zu)由于金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素不(bu)存在(zai)3d帶(dai)(dai)，因(yin)(yin)而該理論(lun)的(de)(de)(de)缺陷在(zai)于無法(fa)解釋(shi)非過(guo)渡(du)族(zu)(zu)(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，例如，鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、鎂合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)等(deng)的(de)(de)(de)可逆性(xing)氫脆。


4. 氫(qing)氣團釘扎理論


  氫(qing)(qing)(qing)氣團釘扎理(li)論指(zhi)出(chu)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)發生(sheng)是由(you)于(yu)位(wei)(wei)(wei)錯的(de)(de)移(yi)動(dong)受到氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)釘扎作用導致的(de)(de)，同時氫(qing)(qing)(qing)與位(wei)(wei)(wei)錯之間的(de)(de)互(hu)相作用理(li)論指(zhi)出(chu)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)僅(jin)存在(zai)于(yu)在(zai)特定的(de)(de)溫度(du)(du)及形(xing)變范疇之內。當(dang)溫度(du)(du)處(chu)于(yu)小于(yu)臨界溫度(du)(du)的(de)(de)條件下(xia)(xia)，Cottrell氣團能夠(gou)在(zai)含氫(qing)(qing)(qing)金屬的(de)(de)形(xing)變過(guo)程(cheng)中(zhong)產生(sheng)。氫(qing)(qing)(qing)原子的(de)(de)擴散在(zai)溫度(du)(du)不(bu)太低但(dan)是形(xing)變速度(du)(du)較小的(de)(de)條件下(xia)(xia)能夠(gou)與位(wei)(wei)(wei)錯運(yun)動(dong)速度(du)(du)相適合，即Cottrell氣團在(zai)落后于(yu)位(wei)(wei)(wei)錯一(yi)定距離的(de)(de)情(qing)況下(xia)(xia)伴隨著位(wei)(wei)(wei)錯運(yun)動(dong)而運(yun)動(dong)，即導致位(wei)(wei)(wei)錯不(bu)能自由(you)運(yun)動(dong)，該(gai)種(zhong)情(qing)形(xing)被稱(cheng)為氫(qing)(qing)(qing)對位(wei)(wei)(wei)錯移(yi)動(dong)產生(sheng)的(de)(de)釘扎效應(ying)。該(gai)種(zhong)效應(ying)能夠(gou)導致材料發生(sheng)局部(bu)硬化的(de)(de)現象，新位(wei)(wei)(wei)錯在(zai)外力的(de)(de)影響下(xia)(xia)連續產生(sheng)，當(dang)新位(wei)(wei)(wei)錯跟 Cottrell氣團在(zai)移(yi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)碰到例(li)如(ru)晶界等障(zhang)礙(ai)時，就(jiu)會在(zai)障(zhang)礙(ai)處(chu)產生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)氣集結及位(wei)(wei)(wei)錯塞積，在(zai)應(ying)力足夠(gou)大(da)的(de)(de)狀況下(xia)(xia)就(jiu)會形(xing)成(cheng)裂紋，并且會自此(ci)擴展以(yi)及長(chang)大(da)。