按照氫脆敏感性與應變速率的關系,可以將氫致開裂分為兩大類。


1. 第(di)一類氫(qing)脆


 氫脆的敏感性隨應變速率的增加而增加,即材料加載前內部已存在某種裂紋源,加載后在應力作用下加快了裂紋的形成與擴展。第一類氫脆包括三種形式:①. 氫腐蝕,由于氫在高溫高壓下與金屬中第二相(夾雜物和合金添加物)發生化學反應,生成高壓氣體(如CH4、SiH4)引起材料脫碳、內裂紋和鼓泡的現象;②. 氫鼓泡,過飽和的氫原子在缺陷位置(如夾雜)析出,形成氫分子,在局部造成很高的氫壓,引起表面鼓泡或內部裂紋的現象;③. 氫化物型氫脆,氫與IVB和VB族金屬有較大的親和力,氫含量較高時容易產生脆性的氫化物相,并在隨后受力時成為裂紋源,引起脆斷。


 上述三種情況將(jiang)造(zao)成金屬永久損(sun)傷,使(shi)材料塑性或(huo)強度降低,即使(shi)從金屬中除氫(qing)(qing)損(sun)傷也不(bu)能消除,塑性或(huo)強度也不(bu)能恢復,故稱為不(bu)可逆氫(qing)(qing)脆(cui)。


2. 第二類氫脆


 氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)的(de)敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)隨應(ying)變(bian)速(su)率增加而(er)降低(di)(di),即材料在(zai)(zai)(zai)加載(zai)前(qian)并不(bu)存在(zai)(zai)(zai)裂(lie)(lie)(lie)紋源,加載(zai)后(hou)(hou)在(zai)(zai)(zai)應(ying)力和(he)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)交(jiao)互作(zuo)(zuo)用(yong)下逐(zhu)漸(jian)形(xing)(xing)成(cheng)裂(lie)(lie)(lie)紋源,最(zui)終(zhong)導致(zhi)(zhi)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)(lie)。第二類氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)包(bao)括兩種形(xing)(xing)式:一(yi)是(shi)應(ying)力誘(you)發(fa)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu)型(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)。在(zai)(zai)(zai)能夠(gou)形(xing)(xing)成(cheng)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)金屬(shu)中(zhong)(zhong),當(dang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)含(han)量較低(di)(di)或氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)(zai)固溶體中(zhong)(zhong)的(de)過(guo)飽(bao)和(he)度(du)較低(di)(di)時,尚不(bu)能自發(fa)形(xing)(xing)成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu);而(er)在(zai)(zai)(zai)應(ying)力作(zuo)(zuo)用(yong)下,氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)會向應(ying)力集中(zhong)(zhong)處(chu)富(fu)集,當(dang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)濃度(du)超過(guo)臨界值時就會沉(chen)淀出(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu)。這種應(ying)力誘(you)發(fa)的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu)相(xiang)變(bian)只在(zai)(zai)(zai)較低(di)(di)的(de)應(ying)變(bian)速(su)率下出(chu)現,并由此導致(zhi)(zhi)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)斷裂(lie)(lie)(lie),一(yi)旦出(chu)現氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化(hua)(hua)物(wu)(wu),即使卸載(zai)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),靜止一(yi)段(duan)時間后(hou)(hou)再高速(su)變(bian)形(xing)(xing),塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)也不(bu)能恢(hui)復,故也是(shi)不(bu)可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)。二是(shi)可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)。是(shi)指含(han)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)金屬(shu)在(zai)(zai)(zai)高速(su)變(bian)形(xing)(xing)時并不(bu)顯示(shi)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing),而(er)在(zai)(zai)(zai)緩(huan)慢(man)變(bian)形(xing)(xing)時由于氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)逐(zhu)漸(jian)向應(ying)力集中(zhong)(zhong)處(chu)富(fu)集,在(zai)(zai)(zai)應(ying)力與氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)交(jiao)互作(zuo)(zuo)用(yong)下裂(lie)(lie)(lie)紋形(xing)(xing)核、擴(kuo)展,最(zui)終(zhong)導致(zhi)(zhi)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)斷裂(lie)(lie)(lie),在(zai)(zai)(zai)未(wei)形(xing)(xing)成(cheng)裂(lie)(lie)(lie)紋前(qian)去除(chu)載(zai)荷,靜置一(yi)段(duan)時間后(hou)(hou)高速(su)變(bian)形(xing)(xing),材料的(de)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)可(ke)以(yi)得到恢(hui)復,即應(ying)力去除(chu)后(hou)(hou)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)消失,因此稱為可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)。由內(nei)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引(yin)起的(de)稱可(ke)逆(ni)內(nei)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui),由外氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)引(yin)起的(de)稱環境氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)。通(tong)常所說的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)主(zhu)要指可(ke)逆(ni)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui),是(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)致(zhi)(zhi)開裂(lie)(lie)(lie)中(zhong)(zhong)最(zui)主(zhu)要、最(zui)危險的(de)破壞形(xing)(xing)式。