平時(shi)講的氫(qing)脆為由(you)內(nei)氫(qing)或者外氫(qing)導(dao)致而形成的可逆氫(qing)脆，其主要(yao)特點如下(xia)：


 1. 應變(bian)(bian)速(su)度(du)低氫脆(cui)敏(min)感(gan)性強(qiang)，形變(bian)(bian)速(su)度(du)的增高(gao)導致氫脆(cui)發(fa)生的溫度(du)范疇變(bian)(bian)窄(zhai)、塑性減小(xiao)、幅度(du)變(bian)(bian)低，即氫脆(cui)不容易發(fa)生。此(ci)外，如果應變(bian)(bian)速(su)度(du)高(gao)于某臨界值，則氫脆(cui)不會發(fa)生。


 2. 氫脆對高(gao)強度鋼較(jiao)敏感，這是由(you)于高(gao)強度鋼在熱力學上比較(jiao)不穩定，容易發生(sheng)脆化，氫脆的(de)敏感性隨著材料屈服極(ji)限值的(de)升高(gao)而升高(gao)。


 3. 氫(qing)脆(cui)(cui)對含氫(qing)量較敏感，鋼的(de)氫(qing)脆(cui)(cui)臨界應力(li)值隨著氫(qing)濃度的(de)增加而下(xia)降，同時(shi)鋼發生(sheng)氫(qing)脆(cui)(cui)的(de)孕育期和破壞(huai)時(shi)間均隨著氫(qing)濃度的(de)升高而縮短。


 4. 氫(qing)脆(cui)(cui)(cui)的產生(sheng)是在(zai)(zai)某個(ge)應(ying)力范圍之內的，即氫(qing)脆(cui)(cui)(cui)的產生(sheng)存在(zai)(zai)一個(ge)上、下(xia)(xia)臨界(jie)應(ying)力值(zhi)，其為(wei)一種延遲破(po)(po)壞。只有(you)當應(ying)力在(zai)(zai)上、下(xia)(xia)臨界(jie)應(ying)力值(zhi)之間時(shi)延遲破(po)(po)壞才會發生(sheng)，其發生(sheng)主要有(you)三個(ge)階(jie)段，分(fen)別為(wei)孕育期、裂(lie)紋(wen)在(zai)(zai)應(ying)力作用下(xia)(xia)長大及失(shi)穩斷裂(lie)。而應(ying)力低(di)于下(xia)(xia)臨界(jie)應(ying)力值(zhi)時(shi)不管(guan)時(shi)間多久都不會出(chu)現(xian)(xian)脆(cui)(cui)(cui)斷現(xian)(xian)象；當應(ying)力高于上臨界(jie)應(ying)力值(zhi)時(shi)就能夠出(chu)現(xian)(xian)瞬時(shi)脆(cui)(cui)(cui)斷的現(xian)(xian)象。

 

 5. 溫度越(yue)高氫脆敏感(gan)性(xing)越(yue)低，即氫脆具有低脆性(xing)溫度特(te)征。此(ci)外，氫脆的(de)裂(lie)紋(wen)擴(kuo)展具有不連續的(de)特(te)征，很少出現分支并且通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)很少在(zai)材料的(de)表(biao)面形成(cheng)裂(lie)紋(wen)源。



在應力影響下(xia)(xia)，氫能夠在裂(lie)紋(wen)尖(jian)端(duan)的三向(xiang)應力區富集，導(dao)致(zhi)材料斷裂(lie)應力減小(xiao)從而造成脆性斷裂(lie)。現階段較為流行的氫脆機制(zhi)如下(xia)(xia)：


1. 氫壓(ya)理論


  氫壓理論指出一些(xie)過飽和(he)的(de)氧在(zai)金屬中的(de)一些(xie)缺陷(xian)位置（如孔隙，晶(jing)界）析(xi)出，并且(qie)H結合(he)成H2能夠在(zai)金屬的(de)這些(xie)缺陷(xian)處形成比較大的(de)內壓力(li)(li)(li)，該內壓力(li)(li)(li)跟(gen)外(wai)外(wai)應(ying)力(li)(li)(li)或者金屬內部(bu)的(de)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)形成合(he)力(li)(li)(li)，當金屬的(de)屈服(fu)極限低(di)于這個合(he)力(li)(li)(li)時，斷裂(lie)就(jiu)會(hui)發(fa)生、即氫在(zai)金屬材料缺陷(xian)處所形成的(de)內壓力(li)(li)(li)跟(gen)外(wai)應(ying)力(li)(li)(li)促進(jin)了裂(lie)紋的(de)形成和(he)發(fa)展，


2. 吸附氫降低表(biao)面能(neng)理論(lun)


  氫(qing)(qing)(qing)吸附(fu)(fu)在(zai)裂紋(wen)尖端時能(neng)夠導致金屬表面(mian)能(neng)減小，進面(mian)造成金屬的(de)(de)斷(duan)裂應(ying)力減小，吸附(fu)(fu)氫(qing)(qing)(qing)降低(di)表面(mian)能(neng)理論(lun)可(ke)以被用(yong)來很好地詮釋應(ying)變速率(lv)對氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)作用(yong)，闡明氫(qing)(qing)(qing)脆發生孕育期的(de)(de)存在(zai)及在(zai)較低(di)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)分壓條件下(xia)實驗(yan)過(guo)程中(zhong)出現脆斷(duan)現象(xiang)等。但是吸附(fu)(fu)氫(qing)(qing)(qing)降低(di)表面(mian)能(neng)理論(lun)不(bu)可(ke)以用(yong)來解(jie)釋氫(qing)(qing)(qing)脆可(ke)逆性的(de)(de)特(te)點，以及不(bu)可(ke)以解(jie)釋氫(qing)(qing)(qing)脆裂紋(wen)擴展具有(you)不(bu)連(lian)續特(te)征等。


3. 弱鍵理(li)論


  氫(qing)在應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)會(hui)在材料缺口(kou)或(huo)者裂紋尖端的(de)(de)(de)(de)三向(xiang)應(ying)(ying)(ying)力(li)區聚(ju)集(ji)(ji)，進(jin)而導致該處金(jin)屬(shu)原(yuan)(yuan)子(zi)鍵的(de)(de)(de)(de)結合能降低，金(jin)屬(shu)在較小的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)作用下(xia)就會(hui)發(fa)生(sheng)脆(cui)性斷裂。氫(qing)能夠減(jian)(jian)弱(ruo)原(yuan)(yuan)子(zi)鍵結合能的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因在于氫(qing)的(de)(de)(de)(de)1S電(dian)子(zi)進(jin)人到(dao)了過(guo)渡族金(jin)屬(shu)元素(su)沒有填滿的(de)(de)(de)(de)3d帶，使得(de)金(jin)屬(shu)3d帶電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)(de)密(mi)集(ji)(ji)度增強，提高了金(jin)屬(shu)原(yuan)(yuan)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)排斥力(li)、減(jian)(jian)弱(ruo)了其(qi)鍵力(li)，進(jin)而導致了金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)脆(cui)化。但是非過(guo)渡族由于金(jin)屬(shu)元素(su)不存在3d帶，因而該理論的(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)在于無法解(jie)釋(shi)非過(guo)渡族金(jin)屬(shu)合金(jin)，例如，鋁合金(jin)、鎂合金(jin)等(deng)的(de)(de)(de)(de)可(ke)逆(ni)性氫(qing)脆(cui)。


4. 氫氣團釘(ding)扎(zha)理論


  氫氣團釘扎理(li)論指出氫脆的(de)(de)(de)發生是由于(yu)位(wei)錯(cuo)的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)受到氫的(de)(de)(de)釘扎作(zuo)用導(dao)致的(de)(de)(de)，同(tong)時氫與(yu)位(wei)錯(cuo)之間的(de)(de)(de)互相作(zuo)用理(li)論指出氫脆僅存在(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)特定的(de)(de)(de)溫度及形(xing)變(bian)范疇之內。當(dang)(dang)溫度處(chu)于(yu)小(xiao)于(yu)臨界溫度的(de)(de)(de)條件下，Cottrell氣團能(neng)夠在(zai)(zai)含(han)氫金屬的(de)(de)(de)形(xing)變(bian)過程中產(chan)(chan)生。氫原(yuan)子的(de)(de)(de)擴散(san)在(zai)(zai)溫度不太低但是形(xing)變(bian)速(su)度較小(xiao)的(de)(de)(de)條件下能(neng)夠與(yu)位(wei)錯(cuo)運(yun)動(dong)速(su)度相適合，即(ji)Cottrell氣團在(zai)(zai)落后于(yu)位(wei)錯(cuo)一定距離的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下伴隨著位(wei)錯(cuo)運(yun)動(dong)而運(yun)動(dong)，即(ji)導(dao)致位(wei)錯(cuo)不能(neng)自由運(yun)動(dong)，該(gai)種(zhong)情(qing)形(xing)被稱為氫對位(wei)錯(cuo)移(yi)動(dong)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)釘扎效(xiao)應。該(gai)種(zhong)效(xiao)應能(neng)夠導(dao)致材料發生局部硬化的(de)(de)(de)現象，新位(wei)錯(cuo)在(zai)(zai)外(wai)力(li)的(de)(de)(de)影響下連(lian)續產(chan)(chan)生，當(dang)(dang)新位(wei)錯(cuo)跟 Cottrell氣團在(zai)(zai)移(yi)動(dong)過程中碰到例如(ru)晶界等(deng)障礙時，就(jiu)會在(zai)(zai)障礙處(chu)產(chan)(chan)生氫氣集結及位(wei)錯(cuo)塞積，在(zai)(zai)應力(li)足夠大的(de)(de)(de)狀況(kuang)下就(jiu)會形(xing)成裂紋，并且會自此擴展以及長(chang)大。