按照氫脆敏感性與應變速率的關系,可以將氫致開裂分為兩大類。


1. 第一(yi)類氫(qing)脆(cui)


 氫脆的敏感性隨應變速率的增加而增加,即材料加載前內部已存在某種裂紋源,加載后在應力作用下加快了裂紋的形成與擴展。第一類氫脆包括三種形式:①. 氫腐蝕,由于氫在高溫高壓下與金屬中第二相(夾雜物和合金添加物)發生化學反應,生成高壓氣體(如CH4、SiH4)引起材料脫碳、內裂紋和鼓泡的現象;②. 氫鼓泡,過飽和的氫原子在缺陷位置(如夾雜)析出,形成氫分子,在局部造成很高的氫壓,引起表面鼓泡或內部裂紋的現象;③. 氫化物型氫脆,氫與IVB和VB族金屬有較大的親和力,氫含量較高時容易產生脆性的氫化物相,并在隨后受力時成為裂紋源,引起脆斷。


 上(shang)述(shu)三種情況將(jiang)造(zao)成金屬(shu)(shu)永久損(sun)傷(shang),使材料塑性或(huo)(huo)強度(du)降低,即使從金屬(shu)(shu)中除(chu)氫(qing)損(sun)傷(shang)也(ye)(ye)不能消除(chu),塑性或(huo)(huo)強度(du)也(ye)(ye)不能恢復,故(gu)稱為不可(ke)逆氫(qing)脆。


2. 第二類氫(qing)脆


 氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)隨應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)增加而(er)降低(di),即材(cai)料在加載前并(bing)不(bu)存在裂(lie)(lie)紋(wen)源,加載后(hou)(hou)(hou)在應(ying)(ying)力(li)(li)(li)和(he)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)交互作(zuo)用下逐(zhu)漸形(xing)成(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)源,最(zui)終導致(zhi)(zhi)(zhi)脆(cui)(cui)性(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)。第二類氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)包括兩種(zhong)形(xing)式:一(yi)是(shi)(shi)(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)誘發氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物型(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。在能夠形(xing)成(cheng)脆(cui)(cui)性(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物的(de)(de)(de)金屬(shu)中(zhong)(zhong)(zhong),當氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)含(han)量較低(di)或(huo)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)在固(gu)溶體中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)過飽和(he)度較低(di)時(shi),尚不(bu)能自發形(xing)成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物;而(er)在應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用下,氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)會向應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)處富(fu)集,當氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃度超過臨界值(zhi)時(shi)就(jiu)會沉淀出(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物。這(zhe)種(zhong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)誘發的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物相變(bian)只在較低(di)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)變(bian)速率(lv)下出(chu)現,并(bing)由此導致(zhi)(zhi)(zhi)脆(cui)(cui)性(xing)斷(duan)裂(lie)(lie),一(yi)旦出(chu)現氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物,即使(shi)卸載除氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),靜止一(yi)段(duan)(duan)時(shi)間(jian)后(hou)(hou)(hou)再(zai)高速變(bian)形(xing),塑(su)性(xing)也不(bu)能恢復,故也是(shi)(shi)(shi)不(bu)可(ke)(ke)(ke)(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。二是(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。是(shi)(shi)(shi)指含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)金屬(shu)在高速變(bian)形(xing)時(shi)并(bing)不(bu)顯示脆(cui)(cui)性(xing),而(er)在緩慢(man)變(bian)形(xing)時(shi)由于氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)逐(zhu)漸向應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)處富(fu)集,在應(ying)(ying)力(li)(li)(li)與(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)交互作(zuo)用下裂(lie)(lie)紋(wen)形(xing)核、擴(kuo)展,最(zui)終導致(zhi)(zhi)(zhi)脆(cui)(cui)性(xing)的(de)(de)(de)斷(duan)裂(lie)(lie),在未形(xing)成(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)前去除載荷,靜置一(yi)段(duan)(duan)時(shi)間(jian)后(hou)(hou)(hou)高速變(bian)形(xing),材(cai)料的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)可(ke)(ke)(ke)(ke)以得到恢復,即應(ying)(ying)力(li)(li)(li)去除后(hou)(hou)(hou)脆(cui)(cui)性(xing)消(xiao)失(shi),因此稱為可(ke)(ke)(ke)(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。由內氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引起的(de)(de)(de)稱可(ke)(ke)(ke)(ke)逆(ni)內氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui),由外氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引起的(de)(de)(de)稱環境氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。通常所(suo)說的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)主(zhu)要(yao)指可(ke)(ke)(ke)(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui),是(shi)(shi)(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)致(zhi)(zhi)(zhi)開裂(lie)(lie)中(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)主(zhu)要(yao)、最(zui)危險的(de)(de)(de)破壞(huai)形(xing)式。