氫脆的研究由來已久，各國學者對其在各種環境下的產生原理及過程有著廣泛而深入的探索。J.Woodtli等學者研究了氫脆(cui)現象和應力腐蝕開裂現象的特征及破壞作用；M.V.Biezma等學者探討了氫在微生物腐蝕環境下對于應力腐蝕開裂過程的影響，結果表明在此環境下，氫脆和應力腐蝕使材料力學性能的下降，并且兩者之間有協同作用；R.A.Oriani等學者在氫的作用導致材料性能降低方面進行了研究，實驗重點考察了吸收和解吸作用對氫滲透電流的影響，建立了一種新型的氫滲透數據處理模型。
1. 環境因素(su)的(de)影(ying)響
氫脆(cui)(cui)是(shi)特定材(cai)料(liao)在(zai)特定環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)下的(de)(de)(de)脆(cui)(cui)斷(duan)現象，是(shi)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)與材(cai)料(liao)相(xiang)互作用的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。敏感材(cai)料(liao)在(zai)含有(you)氫元素的(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)中都有(you)可能(neng)發生氫脆(cui)(cui)，影響氫脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)因素有(you)溫度、pH、氧化還原電(dian)位(wei)、特殊離子(zi)、氣體化合物等。
a. 溫度
氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)在(zai)溫(wen)度(du)-30~30℃附近最敏感，一(yi)般發生在(zai)-100~150℃范圍內(nei)，在(zai)低(di)溫(wen)或高(gao)溫(wen)時氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感性降低(di)。隨溫(wen)度(du)的升(sheng)高(gao)氫(qing)(qing)(qing)在(zai)金屬中的溶(rong)解度(du)、擴散速率升(sheng)高(gao)。溫(wen)度(du)不僅有利于氫(qing)(qing)(qing)滲透也有利于氫(qing)(qing)(qing)的復合，是一(yi)種雙(shuang)重影(ying)響。溫(wen)度(du)主要通(tong)過影(ying)響材料中氫(qing)(qing)(qing)濃度(du)、氫(qing)(qing)(qing)擴散速率從(cong)而影(ying)響材料的氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)。
b. pH值(zhi)
pH值的(de)(de)大小直接決(jue)定了(le)(le)H+的(de)(de)多(duo)少，進而可能影響(xiang)氫的(de)(de)生(sheng)成(cheng)，但(dan)并不(bu)(bu)是簡單的(de)(de)pH越低(di)氫脆越容易發生(sheng)。不(bu)(bu)同的(de)(de)材(cai)料和溶液會(hui)有不(bu)(bu)同的(de)(de)影響(xiang)結(jie)果，通常(chang)情況下(xia)，由于(yu)(yu)pH值降低(di)H+增(zeng)多(duo)有利(li)于(yu)(yu)氫的(de)(de)產(chan)生(sheng)，氫脆敏(min)感性升高。但(dan)E.M.K.Hillier等人研究發現，電鍍中pH值降低(di)有利(li)于(yu)(yu)能抑制氫脆的(de)(de)富鈷相的(de)(de)形成(cheng)，從而降低(di)了(le)(le)材(cai)料的(de)(de)氫脆敏(min)感性。雖然在高pH值條(tiao)件下(xia)H+較少，但(dan)并不(bu)(bu)一定影響(xiang)氫的(de)(de)生(sheng)成(cheng)，主要起決(jue)定作(zuo)用的(de)(de)是陰極反(fan)應。
c. 氧化(hua)還原(yuan)電位
電(dian)位(wei)(wei)越負(fu)越有利于析氫(qing)(qing)(qing)反應的發生(sheng)，因(yin)此(ci)更有利于氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)的發生(sheng)。Wen-Ta Tsai等人的研究發現(xian)2205雙(shuang)相不銹鋼(gang)在(zai)陽極(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)區以及(ji)腐蝕電(dian)位(wei)(wei)附(fu)近（380~500mV范圍內）均(jun)不發生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)，只有當電(dian)位(wei)(wei)處于較(jiao)負(fu)的陰極(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)區（＜900mV)時才(cai)發生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)。說明電(dian)位(wei)(wei)降低氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏感性增高。特別是在(zai)對(dui)材料進行陰極(ji)(ji)保護(hu)時，控制保護(hu)電(dian)位(wei)(wei)對(dui)預(yu)防氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)更重要。
d. 特殊(shu)離子
環(huan)境中的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)主要(yao)通過影響(xiang)(xiang)(xiang)氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)產(chan)生，進而影響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)。其(qi)(qi)中，由于(yu)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)或硫(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)引發(fa)的(de)(de)SCC是目前國內外學者研究(jiu)的(de)(de)焦點，特(te)別(bie)是在研究(jiu)含(han)硫(liu)(liu)(liu)原(yuan)油(you)(you)輸(shu)油(you)(you)管道的(de)(de)環(huan)境脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)斷時，氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)機(ji)理以(yi)硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)為主。余剛等(deng)人研究(jiu)發(fa)現隨溶液中硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)溶液質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)加，16MnR鋼的(de)(de)穩態滲(shen)氫(qing)(qing)(qing)電(dian)流密度逐漸增(zeng)大(da)(da)，在高質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)區趨于(yu)穩定值。硫(liu)(liu)(liu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)質(zhi)量(liang)分(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)大(da)(da)使(shi)二價硫(liu)(liu)(liu)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)含(han)量(liang)增(zeng)加，對原(yuan)子(zi)(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)結合(he)成氫(qing)(qing)(qing)分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)毒化(hua)(hua)作用也(ye)逐漸增(zeng)強，鋼表(biao)面原(yuan)子(zi)(zi)(zi)氫(qing)(qing)(qing)濃度的(de)(de)增(zeng)大(da)(da)能(neng)增(zeng)大(da)(da)滲(shen)氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)效率。亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)根離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)也(ye)能(neng)促進氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透，特(te)別(bie)是在含(han)有(you)二氧化(hua)(hua)硫(liu)(liu)(liu)的(de)(de)大(da)(da)氣氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透中作用更明(ming)顯。其(qi)(qi)他的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)，如(ru)氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)能(neng)破壞(huai)金(jin)屬氧化(hua)(hua)膜，間接促進氫(qing)(qing)(qing)滲(shen)透，而且含(han)氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)環(huan)境，如(ru)海洋環(huan)境等(deng)是材(cai)料(liao)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)斷的(de)(de)敏感(gan)介(jie)質(zhi)，對氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)也(ye)有(you)一(yi)定的(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)。
此外，生(sheng)物因素(su)，如硫酸鹽還原菌（SRB)在代謝(xie)過程中產(chan)生(sheng)氫(qing)，對氫(qing)脆也(ye)會產(chan)生(sheng)一定影響(xiang)。總之，環境對氫(qing)脆的影響(xiang)主要(yao)是通過影響(xiang)氫(qing)的來源和傳輸(shu)擴(kuo)較(jiao)敏感。
2. 材(cai)料本身對氫脆的(de)影響
a. 強度水平
一般(ban)氫脆(cui)敏感性(xing)隨(sui)硬度、強度的(de)升高(gao)而增高(gao)。由于(yu)(yu)應力(li)梯度有利于(yu)(yu)氫擴(kuo)散，因此(ci)材料在使用、焊(han)接等處理(li)工藝過程(cheng)中等造成(cheng)的(de)殘余(yu)應力(li)會使其氫脆(cui)敏感性(xing)提高(gao)。
b. 合金元素
氫(qing)與不(bu)同(tong)的金(jin)(jin)(jin)屬元素的結合作(zuo)用能(neng)力，在(zai)(zai)其中(zhong)的擴散速率(lv)不(bu)同(tong)造(zao)成(cheng)不(bu)同(tong)金(jin)(jin)(jin)屬材料的氫(qing)脆(cui)敏(min)感性也不(bu)同(tong)。如在(zai)(zai)鐵鎳(nie)二元合金(jin)(jin)(jin)中(zhong)，氫(qing)的滲透速率(lv)隨Ni含量(liang)的增加而增大，欽合金(jin)(jin)(jin)對氫(qing)脆(cui)的敏(min)感性較其他(ta)金(jin)(jin)(jin)屬更(geng)高，已(yi)經成(cheng)為研究(jiu)熱點(dian)。
U.Prakash等(deng)人研究發現(xian)鐵鋁合金中C或Al的含量升高能適當(dang)抑制氫脆。
c. 微觀(guan)結構
不(bu)同的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)以及(ji)合(he)金都有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)原(yuan)子在金屬(shu)中主(zhu)要是通過(guo)晶(jing)(jing)界或(huo)(huo)空隙(xi)擴(kuo)散(san)(san)，而(er)且(qie)主(zhu)要偏聚在晶(jing)(jing)界、夾雜物等缺(que)陷(xian)處(chu)。微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)直接影響(xiang)(xiang)了氫(qing)(qing)(qing)(qing)在材料中的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)、偏聚、與金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互作用等材料脆(cui)(cui)(cui)斷(duan)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)關鍵步驟，是氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要影響(xiang)(xiang)因素(su)(su)。不(bu)同晶(jing)(jing)體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)中，馬氏(shi)(shi)體(ti)比(bi)貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)、珠光體(ti)、鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)、奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)、沉積硬化(hua)鋼的(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)高(gao)；貝(bei)氏(shi)(shi)體(ti)比(bi)珠光體(ti)、鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)高(gao)；抑制氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)方面鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)如(ru)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)，而(er)且(qie)兩相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例及(ji)晶(jing)(jing)粒大小也影響(xiang)(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)。微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)中，位錯作為(wei)可(ke)逆(ni)陷(xian)阱(jing)，位錯密度越(yue)(yue)高(gao)越(yue)(yue)有利于(yu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)(san)傳輸(shu)，從(cong)(cong)而(er)增高(gao)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)；相(xiang)(xiang)反作為(wei)不(bu)可(ke)逆(ni)陷(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)如(ru)金屬(shu)碳化(hua)物、晶(jing)(jing)間(jian)沉積物、轉變(bian)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等的(de)(de)(de)(de)數量越(yue)(yue)多，分布越(yue)(yue)均勻(yun)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)越(yue)(yue)低。一般認(ren)為(wei)材料的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒越(yue)(yue)細、分布越(yue)(yue)均勻(yun)，缺(que)陷(xian)越(yue)(yue)少，材料抗氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)能越(yue)(yue)好。此外，材料中的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)元素(su)(su)與主(zhu)體(ti)元素(su)(su)結(jie)(jie)合(he)，改變(bian)了其微觀(guan)結(jie)(jie)構(gou)(gou)以及(ji)陷(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)數量和分布形態，從(cong)(cong)而(er)降低或(huo)(huo)提高(gao)材料的(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)敏(min)(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)。
