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力腐蝕開(kai)裂(lie)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. 環境因素的影響
氫(qing)脆(cui)是(shi)(shi)特(te)(te)定材(cai)料在特(te)(te)定環境(jing)下的脆(cui)斷現象，是(shi)(shi)環境(jing)與材(cai)料相互作用的結果。敏感材(cai)料在含有氫(qing)元素的環境(jing)中都有可能發生氫(qing)脆(cui)，影響氫(qing)脆(cui)的環境(jing)因素有溫度(du)、pH、氧化(hua)還原電位、特(te)(te)殊離子、氣體化(hua)合物等(deng)。
a. 溫度
氫(qing)脆(cui)在(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)-30~30℃附近最敏(min)感，一般發生在(zai)-100~150℃范圍內(nei)，在(zai)低(di)溫(wen)(wen)(wen)或高溫(wen)(wen)(wen)時(shi)氫(qing)脆(cui)敏(min)感性(xing)降低(di)。隨(sui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)高氫(qing)在(zai)金屬中(zhong)的(de)(de)(de)溶解度(du)、擴散速率(lv)升(sheng)(sheng)高。溫(wen)(wen)(wen)度(du)不僅有利于氫(qing)滲透(tou)也(ye)有利于氫(qing)的(de)(de)(de)復(fu)合(he)，是一種雙重影(ying)響(xiang)(xiang)。溫(wen)(wen)(wen)度(du)主要(yao)通過影(ying)響(xiang)(xiang)材料(liao)中(zhong)氫(qing)濃度(du)、氫(qing)擴散速率(lv)從(cong)而影(ying)響(xiang)(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)氫(qing)脆(cui)。
b. pH值
pH值(zhi)的大小直接決(jue)定了H+的多(duo)少(shao)(shao)，進而可能影響氫(qing)(qing)(qing)的生(sheng)(sheng)成(cheng)，但(dan)并不(bu)(bu)是簡(jian)單的pH越低(di)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)越容易發生(sheng)(sheng)。不(bu)(bu)同的材料和溶液會有(you)(you)不(bu)(bu)同的影響結果，通(tong)常情況下，由于pH值(zhi)降(jiang)低(di)H+增多(duo)有(you)(you)利于氫(qing)(qing)(qing)的產生(sheng)(sheng)，氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感性升(sheng)高(gao)。但(dan)E.M.K.Hillier等(deng)人研究發現，電鍍中(zhong)pH值(zhi)降(jiang)低(di)有(you)(you)利于能抑制氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)的富鈷相的形成(cheng)，從而降(jiang)低(di)了材料的氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏(min)感性。雖然在高(gao)pH值(zhi)條(tiao)件下H+較少(shao)(shao)，但(dan)并不(bu)(bu)一定影響氫(qing)(qing)(qing)的生(sheng)(sheng)成(cheng)，主要起決(jue)定作(zuo)用的是陰極反(fan)應。
c. 氧化還原電位
電(dian)(dian)位(wei)(wei)越負越有(you)利(li)于析(xi)氫(qing)(qing)反應(ying)的發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)，因此更有(you)利(li)于氫(qing)(qing)脆的發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)。Wen-Ta Tsai等人的研(yan)究發(fa)(fa)現2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼在陽極(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)區以(yi)及腐蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)附近（380~500mV范(fan)圍內）均(jun)不(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)脆，只有(you)當(dang)電(dian)(dian)位(wei)(wei)處于較(jiao)負的陰(yin)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)(wei)區（＜900mV)時(shi)才發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)脆。說明電(dian)(dian)位(wei)(wei)降低氫(qing)(qing)脆敏感性增(zeng)高。特別是(shi)在對(dui)材料(liao)進行陰(yin)極(ji)保護時(shi)，控制保護電(dian)(dian)位(wei)(wei)對(dui)預(yu)防氫(qing)(qing)脆更重(zhong)要。
d. 特(te)殊離(li)子
環(huan)境(jing)中的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)主(zhu)要通過影(ying)響氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)產生，進而影(ying)響材料(liao)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。其中，由(you)于硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)或硫(liu)(liu)離(li)子(zi)(zi)引發的(de)(de)(de)SCC是(shi)目(mu)前國內外學者研究的(de)(de)(de)焦點，特(te)別是(shi)在(zai)研究含(han)硫(liu)(liu)原油輸油管道的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)脆(cui)(cui)斷時，氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)機理以硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)為主(zhu)。余(yu)剛等(deng)(deng)人研究發現隨溶液中硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)溶液質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，16MnR鋼的(de)(de)(de)穩態滲(shen)(shen)(shen)氫(qing)(qing)(qing)(qing)電流密度逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，在(zai)高質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數區趨(qu)于穩定值(zhi)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)使二(er)價硫(liu)(liu)離(li)子(zi)(zi)含(han)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加，對原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)結合成氫(qing)(qing)(qing)(qing)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)毒化(hua)(hua)作用也(ye)逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)強，鋼表面原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)濃度的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)能增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)滲(shen)(shen)(shen)氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)效率。亞硫(liu)(liu)酸根(gen)離(li)子(zi)(zi)也(ye)能促進氫(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)(shen)(shen)透，特(te)別是(shi)在(zai)含(han)有二(er)氧化(hua)(hua)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣氫(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)(shen)(shen)透中作用更明(ming)顯。其他的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)，如氯離(li)子(zi)(zi)能破壞金(jin)屬氧化(hua)(hua)膜，間接促進氫(qing)(qing)(qing)(qing)滲(shen)(shen)(shen)透，而且含(han)氯離(li)子(zi)(zi)環(huan)境(jing)，如海洋(yang)環(huan)境(jing)等(deng)(deng)是(shi)材料(liao)脆(cui)(cui)斷的(de)(de)(de)敏感介質(zhi)，對氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)也(ye)有一定的(de)(de)(de)影(ying)響。
此外，生物因素(su)，如硫(liu)酸鹽還原菌（SRB)在代謝過程中產生氫(qing)(qing)，對氫(qing)(qing)脆也會產生一定影響(xiang)(xiang)。總(zong)之(zhi)，環(huan)境(jing)對氫(qing)(qing)脆的影響(xiang)(xiang)主要是通過影響(xiang)(xiang)氫(qing)(qing)的來源和傳輸擴(kuo)較敏(min)感。
2. 材(cai)料本(ben)身對氫脆的影響(xiang)
a. 強度水平
一般(ban)氫(qing)脆(cui)敏感性(xing)隨硬(ying)度(du)、強度(du)的(de)升高(gao)(gao)而增(zeng)高(gao)(gao)。由(you)于應力梯(ti)度(du)有利于氫(qing)擴散(san)，因此材料(liao)在使用、焊接等(deng)處(chu)理工藝過程中等(deng)造成的(de)殘余(yu)應力會使其氫(qing)脆(cui)敏感性(xing)提高(gao)(gao)。
b. 合金(jin)元素
氫與不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)結合作(zuo)用能力，在其中的(de)(de)(de)(de)(de)擴散速率不(bu)(bu)同造成不(bu)(bu)同金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)(de)(de)(de)氫脆敏感(gan)性(xing)也不(bu)(bu)同。如在鐵鎳二元合金(jin)中，氫的(de)(de)(de)(de)(de)滲透速率隨Ni含量的(de)(de)(de)(de)(de)增加而(er)增大(da)，欽合金(jin)對氫脆的(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)較其他金(jin)屬(shu)更高，已經成為研(yan)究熱點(dian)。
U.Prakash等人研究發現鐵鋁合金(jin)中(zhong)C或Al的含量(liang)升高能(neng)適當(dang)抑制(zhi)氫脆。
c. 微觀結(jie)構
不(bu)同(tong)的(de)(de)金屬(shu)以及合金都有不(bu)同(tong)的(de)(de)微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)，氫(qing)(qing)原子在(zai)金屬(shu)中(zhong)(zhong)主要是(shi)通(tong)過(guo)晶(jing)界或(huo)空隙擴散(san)，而(er)且主要偏(pian)(pian)聚在(zai)晶(jing)界、夾雜(za)物(wu)(wu)等(deng)缺陷(xian)(xian)處。微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)直接影響了氫(qing)(qing)在(zai)材料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)擴散(san)、偏(pian)(pian)聚、與金屬(shu)的(de)(de)相(xiang)互作用等(deng)材料(liao)脆(cui)(cui)(cui)斷(duan)過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)關鍵步驟，是(shi)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)的(de)(de)重要影響因素(su)(su)。不(bu)同(tong)晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)(zhong)，馬氏體(ti)(ti)比貝氏體(ti)(ti)、珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)、鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)、奧氏體(ti)(ti)、沉(chen)積(ji)硬化鋼的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)高(gao)(gao)；貝氏體(ti)(ti)比珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)、鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)高(gao)(gao)；抑制氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)方面鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)如(ru)奧氏體(ti)(ti)，而(er)且兩相(xiang)的(de)(de)比例及晶(jing)粒(li)(li)大小(xiao)也影響氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)。微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)(zhong)，位錯作為(wei)(wei)可逆陷(xian)(xian)阱，位錯密度越(yue)(yue)(yue)高(gao)(gao)越(yue)(yue)(yue)有利于氫(qing)(qing)的(de)(de)擴散(san)傳輸，從(cong)而(er)增高(gao)(gao)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)；相(xiang)反(fan)作為(wei)(wei)不(bu)可逆陷(xian)(xian)阱的(de)(de)微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)如(ru)金屬(shu)碳化物(wu)(wu)、晶(jing)間沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)、轉(zhuan)變奧氏體(ti)(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)等(deng)的(de)(de)數量越(yue)(yue)(yue)多，分(fen)布(bu)(bu)越(yue)(yue)(yue)均(jun)勻(yun)，氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)越(yue)(yue)(yue)低。一(yi)般認(ren)為(wei)(wei)材料(liao)的(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)越(yue)(yue)(yue)細、分(fen)布(bu)(bu)越(yue)(yue)(yue)均(jun)勻(yun)，缺陷(xian)(xian)越(yue)(yue)(yue)少，材料(liao)抗氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)能越(yue)(yue)(yue)好。此外，材料(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)雜(za)質元素(su)(su)與主體(ti)(ti)元素(su)(su)結(jie)(jie)(jie)合，改變了其微(wei)觀(guan)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)以及陷(xian)(xian)阱的(de)(de)數量和分(fen)布(bu)(bu)形態，從(cong)而(er)降低或(huo)提高(gao)(gao)材料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感性(xing)(xing)。
