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(ying)力腐蝕開裂(lie)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. 環境因素的影響
氫(qing)脆是特定(ding)材(cai)料在(zai)(zai)特定(ding)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)(de)(de)脆斷(duan)現象，是環(huan)境(jing)與材(cai)料相互作用的(de)(de)(de)結(jie)果。敏感材(cai)料在(zai)(zai)含有(you)氫(qing)元素(su)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)中都(dou)有(you)可(ke)能發(fa)生氫(qing)脆，影響(xiang)氫(qing)脆的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)因素(su)有(you)溫度(du)、pH、氧(yang)化還原電位、特殊離子、氣體(ti)化合物等。
a. 溫度
氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)在溫(wen)度(du)-30~30℃附近最敏感，一般發生在-100~150℃范圍內，在低(di)溫(wen)或高(gao)溫(wen)時氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感性降低(di)。隨溫(wen)度(du)的(de)(de)升高(gao)氫(qing)(qing)在金屬中(zhong)的(de)(de)溶(rong)解度(du)、擴(kuo)散速率升高(gao)。溫(wen)度(du)不僅有利(li)(li)于氫(qing)(qing)滲透也有利(li)(li)于氫(qing)(qing)的(de)(de)復合，是一種雙重影響。溫(wen)度(du)主要通過影響材料(liao)中(zhong)氫(qing)(qing)濃度(du)、氫(qing)(qing)擴(kuo)散速率從而(er)影響材料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)。
b. pH值
pH值(zhi)(zhi)的(de)大小直接決(jue)定了H+的(de)多少，進而(er)可(ke)能影(ying)響(xiang)氫(qing)的(de)生(sheng)成，但并不(bu)(bu)是簡單的(de)pH越低氫(qing)脆(cui)(cui)越容易發生(sheng)。不(bu)(bu)同(tong)的(de)材料和(he)溶(rong)液會有不(bu)(bu)同(tong)的(de)影(ying)響(xiang)結(jie)果，通(tong)常情況下，由于(yu)pH值(zhi)(zhi)降(jiang)低H+增多有利(li)于(yu)氫(qing)的(de)產生(sheng)，氫(qing)脆(cui)(cui)敏(min)感性升高(gao)。但E.M.K.Hillier等人研究發現，電鍍(du)中pH值(zhi)(zhi)降(jiang)低有利(li)于(yu)能抑制氫(qing)脆(cui)(cui)的(de)富鈷相的(de)形成，從而(er)降(jiang)低了材料的(de)氫(qing)脆(cui)(cui)敏(min)感性。雖然(ran)在(zai)高(gao)pH值(zhi)(zhi)條件(jian)下H+較(jiao)少，但并不(bu)(bu)一定影(ying)響(xiang)氫(qing)的(de)生(sheng)成，主(zhu)要起決(jue)定作用(yong)的(de)是陰極反應。
c. 氧化(hua)還原電位(wei)
電位(wei)(wei)(wei)越(yue)負越(yue)有利(li)于(yu)析氫(qing)(qing)反應的(de)發生(sheng)，因此更有利(li)于(yu)氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)發生(sheng)。Wen-Ta Tsai等人(ren)的(de)研究發現(xian)2205雙相不銹鋼在(zai)陽極(ji)電位(wei)(wei)(wei)區以及腐(fu)蝕電位(wei)(wei)(wei)附近(jin)（380~500mV范圍內）均不發生(sheng)氫(qing)(qing)脆(cui)，只有當(dang)電位(wei)(wei)(wei)處于(yu)較(jiao)負的(de)陰(yin)極(ji)電位(wei)(wei)(wei)區（＜900mV)時才發生(sheng)氫(qing)(qing)脆(cui)。說明(ming)電位(wei)(wei)(wei)降低(di)氫(qing)(qing)脆(cui)敏感性增高(gao)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)對材料進行陰(yin)極(ji)保護(hu)時，控(kong)制保護(hu)電位(wei)(wei)(wei)對預(yu)防(fang)氫(qing)(qing)脆(cui)更重要。
d. 特殊離子
環境(jing)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)影響氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生，進(jin)而(er)影響材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)脆(cui)。其中，由于硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)或硫(liu)(liu)離子(zi)(zi)引(yin)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)SCC是(shi)(shi)(shi)(shi)目前國內外學者研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焦點，特別(bie)是(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)研(yan)究(jiu)含硫(liu)(liu)原油(you)輸油(you)管道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)脆(cui)斷時，氫(qing)脆(cui)機(ji)理(li)以硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)氫(qing)脆(cui)為主(zhu)。余剛等人(ren)研(yan)究(jiu)發(fa)現隨溶液中硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)溶液質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加，16MnR鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)態滲氫(qing)電流密度逐(zhu)漸增(zeng)大(da)(da)(da)，在(zai)(zai)高質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數區趨(qu)于穩(wen)定(ding)值。硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大(da)(da)(da)使二(er)價硫(liu)(liu)離子(zi)(zi)含量(liang)增(zeng)加，對(dui)原子(zi)(zi)氫(qing)結合成氫(qing)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)毒化(hua)作用也逐(zhu)漸增(zeng)強，鋼表面原子(zi)(zi)氫(qing)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大(da)(da)(da)能(neng)增(zeng)大(da)(da)(da)滲氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率。亞硫(liu)(liu)酸(suan)根離子(zi)(zi)也能(neng)促(cu)進(jin)氫(qing)滲透，特別(bie)是(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)含有二(er)氧化(hua)硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣氫(qing)滲透中作用更明顯。其他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)，如(ru)氯離子(zi)(zi)能(neng)破(po)壞金(jin)屬氧化(hua)膜，間接促(cu)進(jin)氫(qing)滲透，而(er)且含氯離子(zi)(zi)環境(jing)，如(ru)海洋環境(jing)等是(shi)(shi)(shi)(shi)材料(liao)脆(cui)斷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)介質(zhi)(zhi)，對(dui)氫(qing)脆(cui)也有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。
此(ci)外，生物因素，如硫(liu)酸鹽(yan)還原(yuan)菌（SRB)在代謝過(guo)程中產生氫，對氫脆也會(hui)產生一(yi)定影響(xiang)。總之，環(huan)境對氫脆的影響(xiang)主要是(shi)通(tong)過(guo)影響(xiang)氫的來(lai)源和(he)傳輸擴較敏感。
2. 材料本(ben)身對氫(qing)脆的影響
a. 強度水(shui)平
一般(ban)氫脆敏(min)感(gan)性隨硬度(du)、強(qiang)度(du)的(de)(de)升高(gao)(gao)而增高(gao)(gao)。由于應力(li)梯度(du)有(you)利于氫擴(kuo)散，因此材料(liao)在使(shi)用、焊接等處理工藝過程中等造(zao)成(cheng)的(de)(de)殘余應力(li)會使(shi)其氫脆敏(min)感(gan)性提高(gao)(gao)。
b. 合(he)金元素
氫(qing)(qing)(qing)與不(bu)同(tong)(tong)的(de)金(jin)屬元素的(de)結合(he)作(zuo)用能(neng)力，在(zai)其中的(de)擴散速(su)率不(bu)同(tong)(tong)造成(cheng)不(bu)同(tong)(tong)金(jin)屬材料的(de)氫(qing)(qing)(qing)脆敏感性(xing)也不(bu)同(tong)(tong)。如在(zai)鐵鎳二元合(he)金(jin)中，氫(qing)(qing)(qing)的(de)滲透速(su)率隨Ni含量(liang)的(de)增加而增大，欽合(he)金(jin)對氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)敏感性(xing)較其他(ta)金(jin)屬更高，已經成(cheng)為(wei)研究熱點。
U.Prakash等人研究發現鐵(tie)鋁合(he)金中(zhong)C或(huo)Al的含量升(sheng)高能適當抑制氫脆。
c. 微觀(guan)結構(gou)
不同的(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)以及(ji)合金都有(you)不同的(de)(de)(de)微(wei)觀結(jie)構(gou)，氫(qing)(qing)(qing)原子在金屬(shu)(shu)中主要是(shi)通過晶(jing)界(jie)或空隙擴散，而且主要偏(pian)(pian)聚在晶(jing)界(jie)、夾雜(za)物等缺(que)陷(xian)處(chu)。微(wei)觀結(jie)構(gou)直接影響(xiang)了(le)氫(qing)(qing)(qing)在材料中的(de)(de)(de)擴散、偏(pian)(pian)聚、與金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用等材料脆(cui)(cui)斷過程(cheng)中的(de)(de)(de)關(guan)鍵步驟，是(shi)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)重要影響(xiang)因素。不同晶(jing)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)中，馬氏體(ti)(ti)比(bi)貝氏體(ti)(ti)、珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)、鐵(tie)素體(ti)(ti)、奧(ao)氏體(ti)(ti)、沉積硬化鋼的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)高；貝氏體(ti)(ti)比(bi)珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)(ti)、鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)高；抑(yi)制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)方面鐵(tie)素體(ti)(ti)不如奧(ao)氏體(ti)(ti)，而且兩相的(de)(de)(de)比(bi)例及(ji)晶(jing)粒大小也影響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)。微(wei)觀結(jie)構(gou)中，位(wei)錯作(zuo)為(wei)可逆陷(xian)阱(jing)，位(wei)錯密度(du)越高越有(you)利于氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)擴散傳(chuan)輸，從(cong)而增高氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)；相反作(zuo)為(wei)不可逆陷(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)微(wei)觀結(jie)構(gou)如金屬(shu)(shu)碳化物、晶(jing)間沉積物、轉變(bian)奧(ao)氏體(ti)(ti)結(jie)構(gou)等的(de)(de)(de)數量(liang)越多，分布越均勻，氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)越低。一(yi)般認為(wei)材料的(de)(de)(de)晶(jing)粒越細(xi)、分布越均勻，缺(que)陷(xian)越少，材料抗氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)能越好。此外(wai)，材料中的(de)(de)(de)雜(za)質元(yuan)素與主體(ti)(ti)元(yuan)素結(jie)合，改變(bian)了(le)其微(wei)觀結(jie)構(gou)以及(ji)陷(xian)阱(jing)的(de)(de)(de)數量(liang)和分布形態，從(cong)而降低或提高材料的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)。
