平時講(jiang)的氫(qing)(qing)脆為由內氫(qing)(qing)或者外氫(qing)(qing)導致(zhi)而形(xing)成的可逆氫(qing)(qing)脆，其(qi)主要特點如下：


 1. 應變(bian)(bian)速(su)度(du)(du)低(di)(di)氫(qing)(qing)脆敏感性(xing)強，形變(bian)(bian)速(su)度(du)(du)的增高導致氫(qing)(qing)脆發(fa)(fa)生(sheng)的溫度(du)(du)范疇變(bian)(bian)窄、塑性(xing)減(jian)小、幅度(du)(du)變(bian)(bian)低(di)(di)，即氫(qing)(qing)脆不容易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)。此外，如果應變(bian)(bian)速(su)度(du)(du)高于某(mou)臨界值，則氫(qing)(qing)脆不會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)。


 2. 氫脆對高(gao)強度鋼較敏(min)感，這是(shi)由于(yu)高(gao)強度鋼在(zai)熱力學(xue)上(shang)比較不穩(wen)定，容(rong)易發生(sheng)脆化，氫脆的敏(min)感性隨(sui)著材料(liao)屈服極限值的升高(gao)而(er)升高(gao)。


 3. 氫脆(cui)對含(han)氫量較敏(min)感，鋼的氫脆(cui)臨界應力值(zhi)隨(sui)著氫濃(nong)度的增(zeng)加而下降，同時(shi)(shi)鋼發生氫脆(cui)的孕(yun)育期和破壞時(shi)(shi)間均隨(sui)著氫濃(nong)度的升高而縮短。


 4. 氫脆(cui)的產生(sheng)是在某個(ge)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)范圍(wei)之內的，即氫脆(cui)的產生(sheng)存在一個(ge)上(shang)、下(xia)臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值，其為(wei)一種延遲(chi)破壞。只有當應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)在上(shang)、下(xia)臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值之間時(shi)延遲(chi)破壞才會發生(sheng)，其發生(sheng)主要有三個(ge)階段，分別為(wei)孕育期、裂(lie)(lie)紋在應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)作用下(xia)長大(da)及失(shi)穩(wen)斷裂(lie)(lie)。而(er)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)低于(yu)下(xia)臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值時(shi)不(bu)管(guan)時(shi)間多(duo)久都(dou)不(bu)會出(chu)現脆(cui)斷現象；當應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)高于(yu)上(shang)臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)值時(shi)就能夠出(chu)現瞬(shun)時(shi)脆(cui)斷的現象。

 

 5. 溫度(du)越(yue)高氫(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)性越(yue)低(di)，即氫(qing)(qing)脆具有(you)低(di)脆性溫度(du)特征。此外，氫(qing)(qing)脆的(de)裂紋擴展(zhan)具有(you)不連續(xu)的(de)特征，很少出現分支并且通常(chang)情況下(xia)很少在材料的(de)表面形成裂紋源。



在應力影響(xiang)下(xia)，氫(qing)能夠在裂(lie)紋尖(jian)端(duan)的三(san)向應力區富集，導(dao)致(zhi)材料(liao)斷裂(lie)應力減小從(cong)而(er)造成脆(cui)性斷裂(lie)。現階段較為(wei)流(liu)行的氫(qing)脆(cui)機制如(ru)下(xia)：


1. 氫壓理論


  氫壓理論指出(chu)一(yi)些過飽和的(de)(de)氧在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)一(yi)些缺(que)(que)(que)陷位置（如孔隙，晶界）析出(chu)，并且(qie)H結合(he)成(cheng)(cheng)H2能(neng)夠在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)這些缺(que)(que)(que)陷處形成(cheng)(cheng)比較(jiao)大的(de)(de)內壓力(li)(li)(li)，該內壓力(li)(li)(li)跟(gen)外外應力(li)(li)(li)或者金(jin)(jin)屬(shu)內部的(de)(de)殘(can)余應力(li)(li)(li)形成(cheng)(cheng)合(he)力(li)(li)(li)，當金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)屈服極限低(di)于(yu)這個合(he)力(li)(li)(li)時，斷(duan)裂就會發(fa)(fa)生、即氫在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)材料(liao)缺(que)(que)(que)陷處所形成(cheng)(cheng)的(de)(de)內壓力(li)(li)(li)跟(gen)外應力(li)(li)(li)促進了裂紋的(de)(de)形成(cheng)(cheng)和發(fa)(fa)展，


2. 吸附氫降低表(biao)面能(neng)理論


  氫吸(xi)附在(zai)裂紋(wen)(wen)尖端時能夠導致(zhi)金屬表(biao)(biao)面(mian)能減(jian)(jian)小，進面(mian)造(zao)成金屬的斷裂應力減(jian)(jian)小，吸(xi)附氫降低(di)表(biao)(biao)面(mian)能理論(lun)可(ke)(ke)以被用來很好(hao)地詮釋應變速率對氫脆(cui)的作用，闡(chan)明氫脆(cui)發(fa)生(sheng)孕育期的存在(zai)及在(zai)較低(di)的氫分壓條件下實(shi)驗過(guo)程中出現脆(cui)斷現象等(deng)。但是吸(xi)附氫降低(di)表(biao)(biao)面(mian)能理論(lun)不可(ke)(ke)以用來解釋氫脆(cui)可(ke)(ke)逆(ni)性的特點，以及不可(ke)(ke)以解釋氫脆(cui)裂紋(wen)(wen)擴展具有不連續(xu)特征等(deng)。


3. 弱鍵理論


  氫(qing)在(zai)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用下會(hui)在(zai)材料缺口或者裂紋尖端的(de)(de)(de)三向應(ying)(ying)力(li)區聚集，進而導致(zhi)該處(chu)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)原子(zi)鍵(jian)的(de)(de)(de)結合(he)(he)能(neng)降低(di)，金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)在(zai)較小的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)作(zuo)用下就會(hui)發生脆性斷裂。氫(qing)能(neng)夠減(jian)弱原子(zi)鍵(jian)結合(he)(he)能(neng)的(de)(de)(de)原因在(zai)于氫(qing)的(de)(de)(de)1S電子(zi)進人到了(le)(le)過渡(du)族(zu)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)元素(su)沒(mei)有填滿的(de)(de)(de)3d帶(dai)，使得金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)3d帶(dai)電子(zi)的(de)(de)(de)密集度增強，提高了(le)(le)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)原子(zi)之間(jian)的(de)(de)(de)排斥力(li)、減(jian)弱了(le)(le)其鍵(jian)力(li)，進而導致(zhi)了(le)(le)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)脆化(hua)。但是(shi)非(fei)過渡(du)族(zu)由于金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)元素(su)不存在(zai)3d帶(dai)，因而該理論的(de)(de)(de)缺陷在(zai)于無法解釋非(fei)過渡(du)族(zu)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，例如，鋁合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)、鎂合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)等的(de)(de)(de)可逆性氫(qing)脆。


4. 氫氣團釘扎理論


  氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)團(tuan)釘(ding)扎理(li)論指出氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)發(fa)生是(shi)由(you)(you)于(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)的(de)(de)移動(dong)(dong)受到氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)釘(ding)扎作用導致的(de)(de)，同時氫(qing)(qing)(qing)與位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)互相(xiang)作用理(li)論指出氫(qing)(qing)(qing)脆僅存在于(yu)在特定的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)及(ji)形(xing)變(bian)范疇之(zhi)(zhi)內。當溫(wen)度(du)(du)處于(yu)小于(yu)臨界溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)條件(jian)下，Cottrell氣(qi)團(tuan)能夠在含氫(qing)(qing)(qing)金屬的(de)(de)形(xing)變(bian)過(guo)(guo)程中產生。氫(qing)(qing)(qing)原子的(de)(de)擴(kuo)(kuo)散在溫(wen)度(du)(du)不(bu)太低(di)但是(shi)形(xing)變(bian)速度(du)(du)較小的(de)(de)條件(jian)下能夠與位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)運(yun)動(dong)(dong)速度(du)(du)相(xiang)適合，即Cottrell氣(qi)團(tuan)在落(luo)后于(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)一定距離的(de)(de)情況下伴隨著(zhu)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)運(yun)動(dong)(dong)而運(yun)動(dong)(dong)，即導致位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)不(bu)能自由(you)(you)運(yun)動(dong)(dong)，該種(zhong)情形(xing)被稱為氫(qing)(qing)(qing)對位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)移動(dong)(dong)產生的(de)(de)釘(ding)扎效應(ying)。該種(zhong)效應(ying)能夠導致材(cai)料(liao)發(fa)生局部硬化的(de)(de)現象，新位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)在外力(li)的(de)(de)影響下連(lian)續產生，當新位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)跟 Cottrell氣(qi)團(tuan)在移動(dong)(dong)過(guo)(guo)程中碰到例如(ru)晶界等障礙(ai)時，就(jiu)會(hui)在障礙(ai)處產生氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)集(ji)結及(ji)位(wei)(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)(cuo)塞積，在應(ying)力(li)足(zu)夠大的(de)(de)狀況下就(jiu)會(hui)形(xing)成(cheng)裂紋，并(bing)且(qie)會(hui)自此擴(kuo)(kuo)展以及(ji)長(chang)大。