平(ping)時講的氫(qing)脆為由(you)內氫(qing)或者外(wai)氫(qing)導(dao)致而形成的可逆(ni)氫(qing)脆，其主要特點如下：


 1. 應變(bian)速度(du)低(di)氫(qing)脆(cui)敏(min)感性(xing)強，形變(bian)速度(du)的(de)增高導致(zhi)氫(qing)脆(cui)發生的(de)溫度(du)范疇變(bian)窄、塑性(xing)減(jian)小、幅度(du)變(bian)低(di)，即氫(qing)脆(cui)不(bu)容易發生。此外，如果應變(bian)速度(du)高于某臨界值(zhi)，則(ze)氫(qing)脆(cui)不(bu)會發生。


 2. 氫脆(cui)對(dui)高(gao)強度(du)鋼較敏感(gan)，這是由于高(gao)強度(du)鋼在熱力學上比較不穩定，容(rong)易發生脆(cui)化，氫脆(cui)的敏感(gan)性隨著材料屈(qu)服極限值的升(sheng)高(gao)而升(sheng)高(gao)。


 3. 氫(qing)脆對含(han)氫(qing)量較敏感，鋼(gang)的(de)氫(qing)脆臨界(jie)應力值隨(sui)著(zhu)氫(qing)濃(nong)度(du)(du)的(de)增加(jia)而下(xia)降，同時鋼(gang)發生氫(qing)脆的(de)孕育期和破壞時間(jian)均隨(sui)著(zhu)氫(qing)濃(nong)度(du)(du)的(de)升高而縮短。


 4. 氫(qing)脆的(de)產生(sheng)是(shi)在(zai)(zai)某個應力(li)(li)范圍之(zhi)內的(de)，即(ji)氫(qing)脆的(de)產生(sheng)存(cun)在(zai)(zai)一(yi)個上(shang)、下臨界應力(li)(li)值，其為一(yi)種延遲破(po)壞。只有(you)當應力(li)(li)在(zai)(zai)上(shang)、下臨界應力(li)(li)值之(zhi)間時延遲破(po)壞才(cai)會發生(sheng)，其發生(sheng)主(zhu)要有(you)三個階(jie)段，分別為孕育期、裂紋(wen)在(zai)(zai)應力(li)(li)作用下長大及失穩斷(duan)(duan)裂。而應力(li)(li)低于(yu)下臨界應力(li)(li)值時不(bu)管時間多(duo)久(jiu)都不(bu)會出現脆斷(duan)(duan)現象；當應力(li)(li)高于(yu)上(shang)臨界應力(li)(li)值時就(jiu)能夠出現瞬時脆斷(duan)(duan)的(de)現象。

 

 5. 溫(wen)度(du)越高氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性越低，即(ji)氫(qing)(qing)脆(cui)具有低脆(cui)性溫(wen)度(du)特征。此外，氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)裂(lie)紋擴展(zhan)具有不(bu)連續的(de)特征，很少(shao)出(chu)現分支并且(qie)通常情況下很少(shao)在(zai)材料的(de)表面形(xing)成裂(lie)紋源(yuan)。



在(zai)應(ying)力影響下，氫(qing)能夠在(zai)裂(lie)紋尖端(duan)的三向應(ying)力區(qu)富集，導致材料斷(duan)裂(lie)應(ying)力減小從而造成脆性斷(duan)裂(lie)。現階段較(jiao)為流行的氫(qing)脆機制如下：


1. 氫壓理(li)論


  氫(qing)壓(ya)理論指出(chu)一些(xie)過飽(bao)和的(de)(de)氧在金(jin)屬中的(de)(de)一些(xie)缺(que)陷(xian)位置（如孔隙，晶界）析(xi)出(chu)，并且(qie)H結合成H2能夠在金(jin)屬的(de)(de)這些(xie)缺(que)陷(xian)處(chu)形(xing)成比(bi)較大(da)的(de)(de)內壓(ya)力(li)，該內壓(ya)力(li)跟(gen)外外應(ying)(ying)力(li)或(huo)者金(jin)屬內部的(de)(de)殘余應(ying)(ying)力(li)形(xing)成合力(li)，當(dang)金(jin)屬的(de)(de)屈服(fu)極限低于這個(ge)合力(li)時，斷裂就會發生(sheng)、即氫(qing)在金(jin)屬材料(liao)缺(que)陷(xian)處(chu)所(suo)形(xing)成的(de)(de)內壓(ya)力(li)跟(gen)外應(ying)(ying)力(li)促(cu)進了裂紋(wen)的(de)(de)形(xing)成和發展，


2. 吸附氫降低表面(mian)能理論


  氫(qing)(qing)吸附在(zai)裂紋尖端時能夠導致金屬表(biao)面(mian)能減小，進面(mian)造(zao)成金屬的(de)(de)斷裂應力減小，吸附氫(qing)(qing)降低表(biao)面(mian)能理論(lun)可(ke)以(yi)被(bei)用(yong)來(lai)很好(hao)地詮釋應變速率對氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)作用(yong)，闡(chan)明氫(qing)(qing)脆(cui)發生孕育期(qi)的(de)(de)存在(zai)及在(zai)較(jiao)低的(de)(de)氫(qing)(qing)分壓條件下實驗過程中出現脆(cui)斷現象等(deng)。但是吸附氫(qing)(qing)降低表(biao)面(mian)能理論(lun)不可(ke)以(yi)用(yong)來(lai)解釋氫(qing)(qing)脆(cui)可(ke)逆(ni)性(xing)的(de)(de)特(te)點，以(yi)及不可(ke)以(yi)解釋氫(qing)(qing)脆(cui)裂紋擴展(zhan)具有不連(lian)續特(te)征等(deng)。


3. 弱鍵理(li)論


  氫在(zai)應(ying)力(li)的(de)作用(yong)下會在(zai)材料缺口或(huo)者裂紋尖端(duan)的(de)三向應(ying)力(li)區聚集，進(jin)(jin)而(er)導致(zhi)該(gai)處金(jin)屬(shu)原(yuan)子(zi)鍵的(de)結(jie)合(he)(he)能降低，金(jin)屬(shu)在(zai)較(jiao)小的(de)應(ying)力(li)作用(yong)下就會發(fa)生脆性斷裂。氫能夠減(jian)弱(ruo)(ruo)原(yuan)子(zi)鍵結(jie)合(he)(he)能的(de)原(yuan)因在(zai)于氫的(de)1S電子(zi)進(jin)(jin)人(ren)到了過渡(du)族金(jin)屬(shu)元素(su)沒有填(tian)滿的(de)3d帶，使得金(jin)屬(shu)3d帶電子(zi)的(de)密集度增(zeng)強，提高了金(jin)屬(shu)原(yuan)子(zi)之間的(de)排(pai)斥力(li)、減(jian)弱(ruo)(ruo)了其鍵力(li)，進(jin)(jin)而(er)導致(zhi)了金(jin)屬(shu)的(de)脆化。但是(shi)非過渡(du)族由于金(jin)屬(shu)元素(su)不存在(zai)3d帶，因而(er)該(gai)理論的(de)缺陷(xian)在(zai)于無法解釋(shi)非過渡(du)族金(jin)屬(shu)合(he)(he)金(jin)，例如，鋁合(he)(he)金(jin)、鎂合(he)(he)金(jin)等的(de)可逆性氫脆。


4. 氫氣團釘扎理論


  氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)團(tuan)(tuan)釘(ding)扎(zha)理論(lun)指(zhi)出氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)(de)發生是(shi)(shi)由(you)于(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)的(de)(de)(de)移動(dong)(dong)(dong)受到氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)作用(yong)導致的(de)(de)(de)，同時氫(qing)(qing)(qing)與(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)之間的(de)(de)(de)互相(xiang)作用(yong)理論(lun)指(zhi)出氫(qing)(qing)(qing)脆僅(jin)存(cun)在(zai)(zai)于(yu)在(zai)(zai)特(te)定的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)及(ji)形(xing)(xing)變范疇之內(nei)。當(dang)溫度(du)(du)(du)處于(yu)小于(yu)臨界(jie)溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下(xia)(xia)，Cottrell氣(qi)團(tuan)(tuan)能(neng)夠在(zai)(zai)含氫(qing)(qing)(qing)金(jin)屬的(de)(de)(de)形(xing)(xing)變過程中產生。氫(qing)(qing)(qing)原(yuan)子的(de)(de)(de)擴散(san)在(zai)(zai)溫度(du)(du)(du)不太低但是(shi)(shi)形(xing)(xing)變速度(du)(du)(du)較小的(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下(xia)(xia)能(neng)夠與(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)運動(dong)(dong)(dong)速度(du)(du)(du)相(xiang)適合，即(ji)Cottrell氣(qi)團(tuan)(tuan)在(zai)(zai)落(luo)后于(yu)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)一定距離的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)伴隨著位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)運動(dong)(dong)(dong)而運動(dong)(dong)(dong)，即(ji)導致位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)不能(neng)自由(you)運動(dong)(dong)(dong)，該種情形(xing)(xing)被(bei)稱為氫(qing)(qing)(qing)對(dui)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)移動(dong)(dong)(dong)產生的(de)(de)(de)釘(ding)扎(zha)效應(ying)。該種效應(ying)能(neng)夠導致材(cai)料發生局部硬化的(de)(de)(de)現象，新位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)在(zai)(zai)外力的(de)(de)(de)影響下(xia)(xia)連(lian)續產生，當(dang)新位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)跟 Cottrell氣(qi)團(tuan)(tuan)在(zai)(zai)移動(dong)(dong)(dong)過程中碰到例如晶界(jie)等障礙時，就(jiu)會在(zai)(zai)障礙處產生氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)集結及(ji)位(wei)錯(cuo)(cuo)(cuo)塞積，在(zai)(zai)應(ying)力足夠大(da)的(de)(de)(de)狀(zhuang)況下(xia)(xia)就(jiu)會形(xing)(xing)成(cheng)裂紋，并且(qie)會自此擴展以及(ji)長大(da)。