平時講(jiang)的(de)氫(qing)脆(cui)為由(you)內(nei)氫(qing)或者外氫(qing)導(dao)致(zhi)而形(xing)成的(de)可逆氫(qing)脆(cui)，其(qi)主要特點(dian)如(ru)下：


 1. 應變(bian)速(su)(su)度(du)(du)(du)低氫脆(cui)敏感(gan)性(xing)(xing)強(qiang)，形變(bian)速(su)(su)度(du)(du)(du)的增高(gao)(gao)導致氫脆(cui)發(fa)生的溫度(du)(du)(du)范疇(chou)變(bian)窄、塑(su)性(xing)(xing)減小(xiao)、幅度(du)(du)(du)變(bian)低，即氫脆(cui)不容(rong)易發(fa)生。此外，如果應變(bian)速(su)(su)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)于某臨界值，則氫脆(cui)不會(hui)發(fa)生。


 2. 氫(qing)脆對高(gao)(gao)強度鋼(gang)較(jiao)敏(min)感(gan)，這(zhe)是由于高(gao)(gao)強度鋼(gang)在熱(re)力(li)學(xue)上比較(jiao)不穩定，容易(yi)發生脆化(hua)，氫(qing)脆的敏(min)感(gan)性隨著材(cai)料(liao)屈服極(ji)限值的升高(gao)(gao)而升高(gao)(gao)。


 3. 氫(qing)脆對(dui)含氫(qing)量較敏感，鋼(gang)的氫(qing)脆臨界應力值(zhi)隨著(zhu)(zhu)氫(qing)濃度的增加(jia)而下降，同時(shi)鋼(gang)發生氫(qing)脆的孕育(yu)期和破壞時(shi)間(jian)均隨著(zhu)(zhu)氫(qing)濃度的升高而縮(suo)短。


 4. 氫脆的(de)(de)產生(sheng)(sheng)是在(zai)某(mou)個應(ying)(ying)力(li)(li)范圍(wei)之(zhi)內的(de)(de)，即氫脆的(de)(de)產生(sheng)(sheng)存在(zai)一個上、下(xia)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)，其為(wei)一種(zhong)延(yan)遲破壞。只有(you)(you)當(dang)應(ying)(ying)力(li)(li)在(zai)上、下(xia)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)之(zhi)間(jian)時延(yan)遲破壞才(cai)會發生(sheng)(sheng)，其發生(sheng)(sheng)主(zhu)要有(you)(you)三個階段，分別為(wei)孕育期、裂(lie)紋在(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)作用下(xia)長大及失(shi)穩斷裂(lie)。而(er)應(ying)(ying)力(li)(li)低于下(xia)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)時不(bu)管時間(jian)多久都不(bu)會出(chu)現脆斷現象；當(dang)應(ying)(ying)力(li)(li)高于上臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)力(li)(li)值(zhi)時就能夠出(chu)現瞬(shun)時脆斷的(de)(de)現象。

 

 5. 溫度越高氫脆(cui)(cui)敏感性越低，即(ji)氫脆(cui)(cui)具有(you)低脆(cui)(cui)性溫度特(te)征。此外，氫脆(cui)(cui)的裂紋(wen)擴(kuo)展具有(you)不連續(xu)的特(te)征，很(hen)少出現分(fen)支并且通常(chang)情況下很(hen)少在材料的表面形成裂紋(wen)源。



在應(ying)力(li)影響下，氫能夠在裂(lie)紋尖端的(de)三向應(ying)力(li)區富(fu)集，導致材料斷裂(lie)應(ying)力(li)減(jian)小從(cong)而造成脆(cui)性(xing)斷裂(lie)。現階段較為流行(xing)的(de)氫脆(cui)機制(zhi)如下：


1. 氫壓理(li)論


  氫(qing)(qing)壓(ya)(ya)理(li)論指出(chu)一些(xie)(xie)過飽(bao)和(he)的氧(yang)在金屬(shu)中的一些(xie)(xie)缺(que)陷位置（如孔(kong)隙，晶界）析出(chu)，并且H結(jie)合成(cheng)H2能(neng)夠在金屬(shu)的這些(xie)(xie)缺(que)陷處形(xing)成(cheng)比較大的內壓(ya)(ya)力(li)，該內壓(ya)(ya)力(li)跟(gen)外外應(ying)力(li)或者金屬(shu)內部的殘(can)余應(ying)力(li)形(xing)成(cheng)合力(li)，當(dang)金屬(shu)的屈服極(ji)限低于這個合力(li)時(shi)，斷裂就會(hui)發(fa)(fa)生、即氫(qing)(qing)在金屬(shu)材料缺(que)陷處所形(xing)成(cheng)的內壓(ya)(ya)力(li)跟(gen)外應(ying)力(li)促(cu)進了裂紋的形(xing)成(cheng)和(he)發(fa)(fa)展(zhan)，


2. 吸附氫降低(di)表面能理(li)論


  氫(qing)吸(xi)附(fu)在(zai)(zai)裂紋尖端時能夠導致金屬表(biao)面(mian)(mian)能減小(xiao)，進面(mian)(mian)造成金屬的(de)斷(duan)裂應力減小(xiao)，吸(xi)附(fu)氫(qing)降低表(biao)面(mian)(mian)能理論(lun)可(ke)以被用(yong)來很好地詮釋應變速率對氫(qing)脆(cui)的(de)作用(yong)，闡明氫(qing)脆(cui)發生(sheng)孕育(yu)期的(de)存在(zai)(zai)及(ji)在(zai)(zai)較(jiao)低的(de)氫(qing)分壓(ya)條件下(xia)實驗過(guo)程(cheng)中出現(xian)脆(cui)斷(duan)現(xian)象等。但是吸(xi)附(fu)氫(qing)降低表(biao)面(mian)(mian)能理論(lun)不(bu)可(ke)以用(yong)來解釋氫(qing)脆(cui)可(ke)逆性的(de)特(te)點，以及(ji)不(bu)可(ke)以解釋氫(qing)脆(cui)裂紋擴展具有不(bu)連續(xu)特(te)征等。


3. 弱鍵理(li)論


  氫(qing)在(zai)(zai)應力(li)(li)的(de)(de)作用下會(hui)在(zai)(zai)材料缺口或者(zhe)裂(lie)紋尖端的(de)(de)三(san)向應力(li)(li)區聚集，進(jin)而導(dao)致該處金(jin)(jin)(jin)(jin)屬原子(zi)鍵(jian)的(de)(de)結合(he)能降低，金(jin)(jin)(jin)(jin)屬在(zai)(zai)較小的(de)(de)應力(li)(li)作用下就會(hui)發生脆性(xing)斷裂(lie)。氫(qing)能夠減(jian)弱原子(zi)鍵(jian)結合(he)能的(de)(de)原因在(zai)(zai)于氫(qing)的(de)(de)1S電(dian)(dian)子(zi)進(jin)人到了(le)過渡(du)族金(jin)(jin)(jin)(jin)屬元素(su)(su)沒(mei)有填滿的(de)(de)3d帶(dai)，使得金(jin)(jin)(jin)(jin)屬3d帶(dai)電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)密集度增強(qiang)，提高了(le)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬原子(zi)之間的(de)(de)排斥(chi)力(li)(li)、減(jian)弱了(le)其(qi)鍵(jian)力(li)(li)，進(jin)而導(dao)致了(le)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)脆化。但是非(fei)過渡(du)族由于金(jin)(jin)(jin)(jin)屬元素(su)(su)不存在(zai)(zai)3d帶(dai)，因而該理論的(de)(de)缺陷在(zai)(zai)于無(wu)法解釋非(fei)過渡(du)族金(jin)(jin)(jin)(jin)屬合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，例如，鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)、鎂合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)等的(de)(de)可逆性(xing)氫(qing)脆。


4. 氫氣團釘扎理論


  氫(qing)氣(qi)(qi)團釘扎(zha)理論指(zhi)出氫(qing)脆(cui)的(de)發(fa)生(sheng)是由于(yu)(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)的(de)移動(dong)受到(dao)氫(qing)的(de)釘扎(zha)作(zuo)用導(dao)致(zhi)的(de)，同時氫(qing)與(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)之間的(de)互相作(zuo)用理論指(zhi)出氫(qing)脆(cui)僅存在(zai)(zai)于(yu)(yu)在(zai)(zai)特定(ding)的(de)溫度(du)及形變范疇(chou)之內。當(dang)溫度(du)處于(yu)(yu)小于(yu)(yu)臨界溫度(du)的(de)條(tiao)件下(xia)(xia)，Cottrell氣(qi)(qi)團能夠(gou)在(zai)(zai)含氫(qing)金(jin)屬的(de)形變過(guo)(guo)程中(zhong)產(chan)生(sheng)。氫(qing)原(yuan)子的(de)擴(kuo)散在(zai)(zai)溫度(du)不太低但是形變速度(du)較小的(de)條(tiao)件下(xia)(xia)能夠(gou)與(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)運(yun)(yun)動(dong)速度(du)相適合，即(ji)Cottrell氣(qi)(qi)團在(zai)(zai)落后(hou)于(yu)(yu)位(wei)(wei)錯(cuo)一(yi)定(ding)距離的(de)情況下(xia)(xia)伴隨著位(wei)(wei)錯(cuo)運(yun)(yun)動(dong)而運(yun)(yun)動(dong)，即(ji)導(dao)致(zhi)位(wei)(wei)錯(cuo)不能自由運(yun)(yun)動(dong)，該(gai)種情形被稱(cheng)為(wei)氫(qing)對位(wei)(wei)錯(cuo)移動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)釘扎(zha)效應(ying)(ying)。該(gai)種效應(ying)(ying)能夠(gou)導(dao)致(zhi)材料發(fa)生(sheng)局(ju)部硬化的(de)現象，新位(wei)(wei)錯(cuo)在(zai)(zai)外力(li)的(de)影(ying)響下(xia)(xia)連續產(chan)生(sheng)，當(dang)新位(wei)(wei)錯(cuo)跟 Cottrell氣(qi)(qi)團在(zai)(zai)移動(dong)過(guo)(guo)程中(zhong)碰到(dao)例(li)如(ru)晶界等障礙時，就會在(zai)(zai)障礙處產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)(qi)集結及位(wei)(wei)錯(cuo)塞積，在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)足夠(gou)大的(de)狀況下(xia)(xia)就會形成裂(lie)紋(wen)，并且會自此擴(kuo)展以(yi)及長大。