平時講的氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)為(wei)由內氫(qing)(qing)(qing)或者(zhe)外(wai)氫(qing)(qing)(qing)導(dao)致而形(xing)成的可逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)，其主要特(te)點如下：


 1. 應(ying)(ying)變(bian)速度低(di)氫(qing)脆敏感性強，形變(bian)速度的增(zeng)高(gao)導(dao)致(zhi)氫(qing)脆發(fa)生的溫度范疇變(bian)窄(zhai)、塑性減小、幅度變(bian)低(di)，即氫(qing)脆不容易(yi)發(fa)生。此外，如果應(ying)(ying)變(bian)速度高(gao)于某臨界值，則氫(qing)脆不會發(fa)生。


 2. 氫(qing)脆(cui)對(dui)高強度鋼較敏(min)感(gan)(gan)，這是由于高強度鋼在熱力學(xue)上比較不穩定，容易發生脆(cui)化，氫(qing)脆(cui)的敏(min)感(gan)(gan)性隨著材料屈(qu)服極限值(zhi)的升(sheng)高而升(sheng)高。


 3. 氫(qing)脆對含氫(qing)量(liang)較(jiao)敏感，鋼(gang)的氫(qing)脆臨(lin)界應力值隨著(zhu)氫(qing)濃(nong)度的增加而下降，同時鋼(gang)發生氫(qing)脆的孕育期和破壞時間均隨著(zhu)氫(qing)濃(nong)度的升高而縮短。


 4. 氫脆的(de)產生(sheng)是(shi)在某個(ge)應力范圍之(zhi)內的(de)，即氫脆的(de)產生(sheng)存在一(yi)個(ge)上(shang)、下(xia)臨(lin)界(jie)應力值(zhi)，其為一(yi)種延遲(chi)破(po)壞。只有當應力在上(shang)、下(xia)臨(lin)界(jie)應力值(zhi)之(zhi)間時(shi)延遲(chi)破(po)壞才會發(fa)生(sheng)，其發(fa)生(sheng)主要有三個(ge)階段，分別(bie)為孕育(yu)期、裂紋在應力作用下(xia)長(chang)大及失穩斷(duan)裂。而(er)應力低于(yu)下(xia)臨(lin)界(jie)應力值(zhi)時(shi)不(bu)(bu)管時(shi)間多(duo)久都不(bu)(bu)會出現脆斷(duan)現象(xiang)；當應力高于(yu)上(shang)臨(lin)界(jie)應力值(zhi)時(shi)就能夠(gou)出現瞬時(shi)脆斷(duan)的(de)現象(xiang)。

 

 5. 溫(wen)度(du)越高(gao)氫脆敏(min)感性越低(di)(di)，即氫脆具有低(di)(di)脆性溫(wen)度(du)特征。此(ci)外，氫脆的(de)裂紋擴展具有不連續的(de)特征，很(hen)少(shao)出現分支并(bing)且通常(chang)情(qing)況下很(hen)少(shao)在(zai)材料的(de)表面形成(cheng)裂紋源。



在應力(li)(li)(li)影(ying)響(xiang)下，氫能夠在裂紋尖端的(de)三向應力(li)(li)(li)區富集(ji)，導致材料(liao)斷裂應力(li)(li)(li)減小從而造成脆性斷裂。現階段較為流行(xing)的(de)氫脆機制如(ru)下：


1. 氫(qing)壓理論


  氫(qing)壓(ya)(ya)(ya)理論指出一些過(guo)飽和的(de)氧在金(jin)屬(shu)中的(de)一些缺(que)陷(xian)位(wei)置（如孔隙，晶界）析出，并且H結合(he)成(cheng)H2能夠在金(jin)屬(shu)的(de)這(zhe)些缺(que)陷(xian)處(chu)形(xing)成(cheng)比較大(da)的(de)內(nei)壓(ya)(ya)(ya)力(li)，該內(nei)壓(ya)(ya)(ya)力(li)跟外外應力(li)或者金(jin)屬(shu)內(nei)部的(de)殘余應力(li)形(xing)成(cheng)合(he)力(li)，當(dang)金(jin)屬(shu)的(de)屈服極(ji)限低(di)于這(zhe)個合(he)力(li)時，斷(duan)裂(lie)就會(hui)發(fa)生、即氫(qing)在金(jin)屬(shu)材料(liao)缺(que)陷(xian)處(chu)所形(xing)成(cheng)的(de)內(nei)壓(ya)(ya)(ya)力(li)跟外應力(li)促進了裂(lie)紋(wen)的(de)形(xing)成(cheng)和發(fa)展，


2. 吸附氫(qing)降低表面(mian)能理論


  氫(qing)(qing)吸(xi)附(fu)在裂紋尖(jian)端(duan)時能夠導致金屬表(biao)面能減小，進面造成金屬的(de)斷裂應(ying)力減小，吸(xi)附(fu)氫(qing)(qing)降低(di)表(biao)面能理論可(ke)(ke)以被用來(lai)很好地詮釋(shi)應(ying)變速率對氫(qing)(qing)脆的(de)作用，闡(chan)明(ming)氫(qing)(qing)脆發生(sheng)孕育(yu)期的(de)存在及(ji)在較低(di)的(de)氫(qing)(qing)分壓(ya)條件下(xia)實驗過程中出(chu)現脆斷現象等。但是吸(xi)附(fu)氫(qing)(qing)降低(di)表(biao)面能理論不(bu)可(ke)(ke)以用來(lai)解釋(shi)氫(qing)(qing)脆可(ke)(ke)逆性的(de)特點，以及(ji)不(bu)可(ke)(ke)以解釋(shi)氫(qing)(qing)脆裂紋擴展具有(you)不(bu)連(lian)續(xu)特征等。


3. 弱鍵理論


  氫(qing)在(zai)(zai)應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)會在(zai)(zai)材料缺口或者裂紋(wen)尖(jian)端的(de)(de)(de)(de)三向(xiang)應(ying)力(li)區聚集(ji)，進而導致(zhi)(zhi)該處(chu)金(jin)屬原(yuan)子(zi)鍵的(de)(de)(de)(de)結(jie)合(he)能降(jiang)低，金(jin)屬在(zai)(zai)較小的(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)作(zuo)用下(xia)就會發生脆性斷裂。氫(qing)能夠(gou)減弱原(yuan)子(zi)鍵結(jie)合(he)能的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因在(zai)(zai)于氫(qing)的(de)(de)(de)(de)1S電(dian)子(zi)進人到了(le)(le)過渡(du)族金(jin)屬元(yuan)素沒有填滿的(de)(de)(de)(de)3d帶(dai)，使得金(jin)屬3d帶(dai)電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)(de)密集(ji)度增強，提(ti)高(gao)了(le)(le)金(jin)屬原(yuan)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)排(pai)斥力(li)、減弱了(le)(le)其鍵力(li)，進而導致(zhi)(zhi)了(le)(le)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)脆化。但是非過渡(du)族由于金(jin)屬元(yuan)素不(bu)存在(zai)(zai)3d帶(dai)，因而該理論的(de)(de)(de)(de)缺陷在(zai)(zai)于無法(fa)解釋非過渡(du)族金(jin)屬合(he)金(jin)，例如(ru)，鋁合(he)金(jin)、鎂(mei)合(he)金(jin)等的(de)(de)(de)(de)可(ke)逆性氫(qing)脆。


4. 氫氣(qi)團釘扎(zha)理論


  氫(qing)(qing)(qing)氣團(tuan)釘扎(zha)(zha)理論指出氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)是由(you)(you)于位(wei)(wei)錯的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)(dong)(dong)受到氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)釘扎(zha)(zha)作用(yong)導致(zhi)的(de)(de)(de)，同(tong)時氫(qing)(qing)(qing)與(yu)位(wei)(wei)錯之(zhi)間的(de)(de)(de)互相(xiang)作用(yong)理論指出氫(qing)(qing)(qing)脆僅存(cun)在于在特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)溫(wen)度及(ji)形變(bian)范疇之(zhi)內。當溫(wen)度處(chu)于小(xiao)于臨界溫(wen)度的(de)(de)(de)條件下，Cottrell氣團(tuan)能夠(gou)在含氫(qing)(qing)(qing)金屬的(de)(de)(de)形變(bian)過(guo)程中產(chan)生(sheng)(sheng)。氫(qing)(qing)(qing)原子的(de)(de)(de)擴散在溫(wen)度不(bu)太低但是形變(bian)速度較小(xiao)的(de)(de)(de)條件下能夠(gou)與(yu)位(wei)(wei)錯運動(dong)(dong)(dong)速度相(xiang)適合(he)，即Cottrell氣團(tuan)在落后于位(wei)(wei)錯一定(ding)(ding)距離的(de)(de)(de)情況(kuang)下伴隨著位(wei)(wei)錯運動(dong)(dong)(dong)而(er)運動(dong)(dong)(dong)，即導致(zhi)位(wei)(wei)錯不(bu)能自(zi)(zi)由(you)(you)運動(dong)(dong)(dong)，該種(zhong)情形被稱為氫(qing)(qing)(qing)對位(wei)(wei)錯移(yi)動(dong)(dong)(dong)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)釘扎(zha)(zha)效應。該種(zhong)效應能夠(gou)導致(zhi)材料發生(sheng)(sheng)局部(bu)硬(ying)化(hua)的(de)(de)(de)現象，新位(wei)(wei)錯在外力的(de)(de)(de)影(ying)響下連(lian)續產(chan)生(sheng)(sheng)，當新位(wei)(wei)錯跟 Cottrell氣團(tuan)在移(yi)動(dong)(dong)(dong)過(guo)程中碰到例如(ru)晶界等障(zhang)礙(ai)(ai)時，就會在障(zhang)礙(ai)(ai)處(chu)產(chan)生(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)(qing)氣集結及(ji)位(wei)(wei)錯塞積，在應力足夠(gou)大的(de)(de)(de)狀況(kuang)下就會形成裂紋，并且會自(zi)(zi)此擴展以(yi)及(ji)長大。