氫(qing)(qing)能夠(gou)導致(zhi)合金(jin)材(cai)(cai)料發生多(duo)種(zhong)樣式損(sun)(sun)壞,如氫(qing)(qing)致(zhi)滯(zhi)后斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)、氫(qing)(qing)脆(cui)及高溫氫(qing)(qing)腐蝕等,其中氫(qing)(qing)脆(cui)(Hydrogen Embrittlement,HE)指在(zai)應(ying)力(li)和(he)氫(qing)(qing)這兩種(zhong)因(yin)素的共(gong)同作用下引(yin)起(qi)金(jin)屬塑(su)性(xing)降(jiang)(jiang)低(di)(di)、產生損(sun)(sun)傷或斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)的現象,氫(qing)(qing)脆(cui)又被(bei)稱為氫(qing)(qing)損(sun)(sun)傷或氫(qing)(qing)致(zhi)開裂(lie),不(bu)僅能夠(gou)降(jiang)(jiang)低(di)(di)金(jin)屬材(cai)(cai)料的斷(duan)(duan)(duan)面(mian)收(shou)縮(suo)率,同時也會使金(jin)屬材(cai)(cai)料的沖擊韌性(xing)值和(he)疲勞壽命得到顯著降(jiang)(jiang)低(di)(di)。氫(qing)(qing)脆(cui)在(zai)小于(yu)金(jin)屬斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)強度的拉伸作用條件下,經過一段時間后能夠(gou)導致(zhi)金(jin)屬產生忽然脆(cui)斷(duan)(duan)(duan),這種(zhong)脆(cui)斷(duan)(duan)(duan)是(shi)在(zai)沒有預(yu)兆的情況(kuang)下發生的,因(yin)而氫(qing)(qing)脆(cui)的破壞性(xing)和(he)危(wei)險性(xing)是(shi)極大的,并且材(cai)(cai)料發生氫(qing)(qing)脆(cui)能夠(gou)引(yin)起(qi)較低(di)(di)應(ying)力(li)下的開裂(lie)、斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)及爆炸等事故,危(wei)害人身(shen)安全并且容(rong)易帶來財產的嚴重損(sun)(sun)耗。


  雙相不銹鋼由于其較優的抗腐蝕能力及力學性能,在油氣運輸業、煉油化工業及石油天然氣開采等領域得到越來越多的使用,在這些使用環境中,雙相不銹鋼面臨最主要的腐蝕問題為氫脆。氫主要留存于鋼的晶格間隙中,同時也會以原子的形態留在鋼的組織缺陷處,鋼的組織缺陷主要包括位錯、晶界、空位、微孔洞及第二相微粒等。通常情況下,合金晶格缺陷周邊區域都會具有應變場和應力,有助于將氫吸引在晶格缺陷周邊進而能夠捕獲氫;另外,在擴散機制作用下,金屬或合金的晶格間隙點及內部氫陷阱點的氫原子會達到一個平衡。


 氫(qing)(qing)脆的(de)發生與(yu)氫(qing)(qing)有著十分密切的(de)聯(lian)系,其(qi)中氫(qing)(qing)的(de)來源主要有兩個方面,即內氫(qing)(qing)和外氫(qing)(qing)。


1. 內氫


  內(nei)氫(qing)(qing)是(shi)指在冶煉(lian)(lian)、酸洗(xi)、焊(han)(han)接等(deng)過程(cheng)中導致鋼(gang)(gang)內(nei)部(bu)存(cun)在氫(qing)(qing),即(ji)鋼(gang)(gang)在使用和實驗之前就已經(jing)存(cun)在氫(qing)(qing),例如,在冶煉(lian)(lian)鋼(gang)(gang)的(de)(de)進(jin)程(cheng)中,爐(lu)內(nei)部(bu)的(de)(de)水(shui)發生(sheng)(sheng)分(fen)(fen)解進(jin)而(er)導致氫(qing)(qing)的(de)(de)生(sheng)(sheng)成(cheng);鋼(gang)(gang)在電(dian)鍍前和熱處理后(hou)全部(bu)要(yao)經(jing)過酸洗(xi)這一(yi)過程(cheng),在這過程(cheng)中鋼(gang)(gang)跟酸會(hui)進(jin)行電(dian)化學反應進(jin)而(er)導致氫(qing)(qing)在陰極區生(sheng)(sheng)成(cheng),這些氫(qing)(qing)中有的(de)(de)會(hui)擴散到(dao)(dao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)內(nei)部(bu);焊(han)(han)接是(shi)一(yi)種局(ju)部(bu)冶煉(lian)(lian)過程(cheng),涉及焊(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)融化和凝固,當焊(han)(han)條(tiao)藥皮或者(zhe)環境中含有較多水(shui)分(fen)(fen)時(shi),在焊(han)(han)接的(de)(de)局(ju)部(bu)高溫下也可以(yi)將(jiang)氫(qing)(qing)代入熔池,容易(yi)將(jiang)氫(qing)(qing)引入到(dao)(dao)金屬(shu)內(nei)部(bu)進(jin)而(er)造成(cheng)與白點類似的(de)(de)問(wen)題,于焊(han)(han)接熱影(ying)響區產(chan)生(sheng)(sheng)焊(han)(han)接冷裂紋。


2. 外(wai)氫


  外氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)是(shi)指(zhi)材料本身含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)量較(jiao)少(shao),但是(shi)在(zai)(zai)致(zhi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)體(ti)中及在(zai)(zai)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)中工作(zuo)或(huo)(huo)者(zhe)(zhe)腐(fu)蝕(shi)的陰極過程(cheng)中都(dou)有(you)可(ke)能引入(ru)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),這些氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)都(dou)可(ke)以在(zai)(zai)鋼(gang)的表(biao)面形(xing)成原子(zi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)進(jin)入(ru)到(dao)(dao)鋼(gang)的內部,例如(ru):石化(hua)工業中的反應(ying)塔等受力結構(gou)鋼(gang)件是(shi)在(zai)(zai)具有(you)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)或(huo)(huo)者(zhe)(zhe)硫化(hua)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)環境中進(jin)行工作(zuo)的,由于工作(zuo)環境中存在(zai)(zai)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)并且(qie)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)進(jin)入(ru)到(dao)(dao)金屬內部進(jin)而(er)導致(zhi)應(ying)用結構(gou)鋼(gang)件氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)的產生(sheng);又(you)如(ru)析氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)腐(fu)蝕(shi)過程(cheng)中生(sheng)成的氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)大部分是(shi)因為鋼(gang)存在(zai)(zai)于H+的介質(zhi)(zhi)中,其(qi)表(biao)面與含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)物質(zhi)(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)反應(ying)生(sheng)成[H]或(huo)(huo)者(zhe)(zhe)H2,氣(qi)態氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)或(huo)(huo)者(zhe)(zhe)吸附在(zai)(zai)鋼(gang)表(biao)面或(huo)(huo)者(zhe)(zhe)發(fa)(fa)生(sheng)分解進(jin)而(er)形(xing)成活(huo)性氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)原子(zi),能夠進(jin)一步導致(zhi)鋼(gang)發(fa)(fa)生(sheng)脆(cui)化(hua)。