平時(shi)講的氫(qing)(qing)脆為由內氫(qing)(qing)或者外氫(qing)(qing)導致而形成的可逆氫(qing)(qing)脆，其(qi)主要特(te)點如下(xia)：


 1. 應變(bian)速(su)度(du)(du)低(di)氫(qing)脆(cui)(cui)敏感性(xing)強(qiang)，形變(bian)速(su)度(du)(du)的增高導致氫(qing)脆(cui)(cui)發生(sheng)的溫度(du)(du)范疇變(bian)窄(zhai)、塑性(xing)減小(xiao)、幅度(du)(du)變(bian)低(di)，即氫(qing)脆(cui)(cui)不(bu)(bu)容易發生(sheng)。此外，如果應變(bian)速(su)度(du)(du)高于某臨界值(zhi)，則氫(qing)脆(cui)(cui)不(bu)(bu)會發生(sheng)。


 2. 氫(qing)脆(cui)對高強(qiang)度(du)鋼較敏感(gan)，這是由于高強(qiang)度(du)鋼在熱力學(xue)上比較不(bu)穩定，容易發生脆(cui)化，氫(qing)脆(cui)的敏感(gan)性(xing)隨(sui)著材料屈服(fu)極限值的升(sheng)高而升(sheng)高。


 3. 氫脆對含氫量較敏感，鋼的(de)氫脆臨(lin)界應力值隨著氫濃度的(de)增加而(er)下降(jiang)，同時鋼發生氫脆的(de)孕(yun)育期和破壞時間均隨著氫濃度的(de)升高而(er)縮短。


 4. 氫脆(cui)(cui)的產生(sheng)(sheng)是在(zai)某個應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)范圍之(zhi)內的，即氫脆(cui)(cui)的產生(sheng)(sheng)存在(zai)一個上(shang)、下(xia)(xia)臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)(zhi)，其為一種延(yan)遲(chi)破(po)壞(huai)。只(zhi)有(you)當應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)在(zai)上(shang)、下(xia)(xia)臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)(zhi)之(zhi)間時(shi)(shi)延(yan)遲(chi)破(po)壞(huai)才會發(fa)生(sheng)(sheng)，其發(fa)生(sheng)(sheng)主要(yao)有(you)三個階段，分別為孕育期、裂紋在(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)作用下(xia)(xia)長大及失穩(wen)斷裂。而(er)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)低于(yu)下(xia)(xia)臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)(zhi)時(shi)(shi)不管時(shi)(shi)間多久都不會出(chu)現(xian)脆(cui)(cui)斷現(xian)象；當應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)高于(yu)上(shang)臨(lin)(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)(zhi)時(shi)(shi)就能夠(gou)出(chu)現(xian)瞬(shun)時(shi)(shi)脆(cui)(cui)斷的現(xian)象。

 

 5. 溫度越高氫(qing)脆(cui)敏感性越低，即氫(qing)脆(cui)具(ju)有低脆(cui)性溫度特征(zheng)。此外(wai)，氫(qing)脆(cui)的(de)裂(lie)紋擴展具(ju)有不連續的(de)特征(zheng)，很少(shao)(shao)出現分支并(bing)且(qie)通常(chang)情況下很少(shao)(shao)在材料的(de)表面形成(cheng)裂(lie)紋源(yuan)。



在(zai)應力影響下，氫能夠在(zai)裂紋尖端的三向應力區富(fu)集，導致材(cai)料斷裂應力減(jian)小從而造成脆性斷裂。現(xian)階(jie)段較為流行(xing)的氫脆機(ji)制如下：


1. 氫(qing)壓(ya)理論


  氫壓(ya)理論指(zhi)出一(yi)些(xie)過飽和的氧在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中的一(yi)些(xie)缺陷位置（如(ru)孔隙，晶界）析出，并且H結合成(cheng)(cheng)H2能夠在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的這(zhe)些(xie)缺陷處(chu)形(xing)成(cheng)(cheng)比(bi)較大(da)的內(nei)(nei)壓(ya)力(li)(li)(li)，該內(nei)(nei)壓(ya)力(li)(li)(li)跟外(wai)外(wai)應力(li)(li)(li)或者金(jin)(jin)(jin)屬(shu)內(nei)(nei)部的殘(can)余應力(li)(li)(li)形(xing)成(cheng)(cheng)合力(li)(li)(li)，當金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的屈(qu)服極(ji)限低于這(zhe)個合力(li)(li)(li)時，斷裂就會發生、即氫在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料缺陷處(chu)所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的內(nei)(nei)壓(ya)力(li)(li)(li)跟外(wai)應力(li)(li)(li)促進了(le)裂紋的形(xing)成(cheng)(cheng)和發展，


2. 吸附氫降低表面能理論(lun)


  氫吸(xi)附(fu)在裂紋尖端(duan)時能(neng)(neng)夠導致(zhi)金(jin)屬(shu)表(biao)面能(neng)(neng)減(jian)小，進(jin)面造成金(jin)屬(shu)的(de)斷裂應力(li)減(jian)小，吸(xi)附(fu)氫降低(di)表(biao)面能(neng)(neng)理(li)論(lun)(lun)可以(yi)被用(yong)(yong)(yong)來很好(hao)地詮釋(shi)應變速率對(dui)氫脆(cui)的(de)作用(yong)(yong)(yong)，闡明氫脆(cui)發(fa)生孕育期的(de)存在及在較低(di)的(de)氫分壓條件(jian)下實驗過(guo)程中(zhong)出現脆(cui)斷現象(xiang)等。但(dan)是吸(xi)附(fu)氫降低(di)表(biao)面能(neng)(neng)理(li)論(lun)(lun)不可以(yi)用(yong)(yong)(yong)來解(jie)釋(shi)氫脆(cui)可逆(ni)性的(de)特(te)點，以(yi)及不可以(yi)解(jie)釋(shi)氫脆(cui)裂紋擴展具有不連(lian)續特(te)征等。


3. 弱(ruo)鍵理(li)論


  氫(qing)在(zai)應力的(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)會在(zai)材料(liao)缺(que)口或(huo)者裂(lie)紋(wen)尖端(duan)的(de)(de)三向應力區(qu)聚集(ji)，進而(er)導致該處金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子鍵(jian)的(de)(de)結(jie)合能(neng)降低，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)在(zai)較小(xiao)的(de)(de)應力作(zuo)用(yong)下(xia)就(jiu)會發生脆性斷(duan)裂(lie)。氫(qing)能(neng)夠減弱原子鍵(jian)結(jie)合能(neng)的(de)(de)原因在(zai)于氫(qing)的(de)(de)1S電(dian)子進人到了(le)過渡族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素沒(mei)有填滿(man)的(de)(de)3d帶(dai)，使得(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)3d帶(dai)電(dian)子的(de)(de)密(mi)集(ji)度(du)增(zeng)強(qiang)，提高了(le)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子之間的(de)(de)排斥力、減弱了(le)其鍵(jian)力，進而(er)導致了(le)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)脆化。但是非(fei)過渡族(zu)由(you)于金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素不存在(zai)3d帶(dai)，因而(er)該理論的(de)(de)缺(que)陷(xian)在(zai)于無法解釋非(fei)過渡族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)合金(jin)，例如，鋁合金(jin)、鎂合金(jin)等的(de)(de)可逆(ni)性氫(qing)脆。


4. 氫氣團(tuan)釘扎理論


  氫(qing)(qing)(qing)氣團釘(ding)扎(zha)理(li)論指出氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)是(shi)由于(yu)(yu)位錯的(de)(de)(de)移動(dong)(dong)(dong)受(shou)到氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)作用(yong)導致(zhi)的(de)(de)(de)，同時氫(qing)(qing)(qing)與(yu)位錯之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)互相(xiang)作用(yong)理(li)論指出氫(qing)(qing)(qing)脆僅存在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)在(zai)(zai)(zai)特定(ding)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)及(ji)形(xing)(xing)變(bian)范疇之(zhi)(zhi)內(nei)。當溫(wen)度(du)處(chu)(chu)于(yu)(yu)小于(yu)(yu)臨界(jie)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，Cottrell氣團能(neng)(neng)夠在(zai)(zai)(zai)含氫(qing)(qing)(qing)金屬的(de)(de)(de)形(xing)(xing)變(bian)過程中產生(sheng)(sheng)。氫(qing)(qing)(qing)原子的(de)(de)(de)擴(kuo)散在(zai)(zai)(zai)溫(wen)度(du)不(bu)太低(di)但是(shi)形(xing)(xing)變(bian)速(su)度(du)較小的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)能(neng)(neng)夠與(yu)位錯運動(dong)(dong)(dong)速(su)度(du)相(xiang)適(shi)合，即Cottrell氣團在(zai)(zai)(zai)落后于(yu)(yu)位錯一定(ding)距(ju)離的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)伴隨著位錯運動(dong)(dong)(dong)而運動(dong)(dong)(dong)，即導致(zhi)位錯不(bu)能(neng)(neng)自由運動(dong)(dong)(dong)，該種情形(xing)(xing)被稱為氫(qing)(qing)(qing)對位錯移動(dong)(dong)(dong)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)效應。該種效應能(neng)(neng)夠導致(zhi)材(cai)料(liao)發生(sheng)(sheng)局部硬化的(de)(de)(de)現象，新位錯在(zai)(zai)(zai)外力(li)的(de)(de)(de)影(ying)響下(xia)連續產生(sheng)(sheng)，當新位錯跟(gen) Cottrell氣團在(zai)(zai)(zai)移動(dong)(dong)(dong)過程中碰到例如晶界(jie)等障礙時，就會(hui)在(zai)(zai)(zai)障礙處(chu)(chu)產生(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)(qing)氣集結(jie)及(ji)位錯塞積，在(zai)(zai)(zai)應力(li)足(zu)夠大(da)的(de)(de)(de)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)就會(hui)形(xing)(xing)成裂紋，并且會(hui)自此擴(kuo)展以及(ji)長大(da)。