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(shi)開(kai)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. 環境因素的影響
氫(qing)(qing)脆(cui)是(shi)(shi)特(te)定材料在(zai)特(te)定環境下的脆(cui)斷現(xian)象，是(shi)(shi)環境與材料相互作用的結果。敏感(gan)材料在(zai)含有氫(qing)(qing)元素(su)的環境中(zhong)都有可能發生(sheng)氫(qing)(qing)脆(cui)，影響氫(qing)(qing)脆(cui)的環境因素(su)有溫(wen)度(du)、pH、氧化還原電位、特(te)殊(shu)離子、氣體化合物等(deng)。
a. 溫度(du)
氫(qing)(qing)(qing)脆在(zai)(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)-30~30℃附近最敏(min)感，一(yi)般發生在(zai)(zai)-100~150℃范圍內，在(zai)(zai)低溫(wen)(wen)(wen)或高(gao)溫(wen)(wen)(wen)時氫(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感性降低。隨溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)升高(gao)氫(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)金屬中的(de)溶解(jie)度(du)(du)(du)、擴散速率(lv)(lv)升高(gao)。溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)不僅有(you)利于(yu)氫(qing)(qing)(qing)滲透(tou)也有(you)利于(yu)氫(qing)(qing)(qing)的(de)復合，是一(yi)種雙重影響。溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)主要通過影響材料(liao)中氫(qing)(qing)(qing)濃度(du)(du)(du)、氫(qing)(qing)(qing)擴散速率(lv)(lv)從而影響材料(liao)的(de)氫(qing)(qing)(qing)脆。
b. pH值
pH值的(de)(de)(de)大小直接決(jue)定(ding)(ding)了H+的(de)(de)(de)多少(shao)(shao)，進而可能影(ying)響氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)生成(cheng)，但(dan)(dan)并不(bu)(bu)是簡單的(de)(de)(de)pH越(yue)低(di)(di)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)越(yue)容易發生。不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)材料和溶液會有不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)影(ying)響結果，通常情況下(xia)，由于(yu)(yu)pH值降低(di)(di)H+增多有利于(yu)(yu)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)產(chan)生，氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏(min)感(gan)性(xing)升高。但(dan)(dan)E.M.K.Hillier等(deng)人(ren)研究發現，電(dian)鍍中pH值降低(di)(di)有利于(yu)(yu)能抑(yi)制(zhi)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)(de)富鈷相的(de)(de)(de)形成(cheng)，從而降低(di)(di)了材料的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)敏(min)感(gan)性(xing)。雖然在高pH值條(tiao)件下(xia)H+較(jiao)少(shao)(shao)，但(dan)(dan)并不(bu)(bu)一定(ding)(ding)影(ying)響氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)生成(cheng)，主要(yao)起決(jue)定(ding)(ding)作用的(de)(de)(de)是陰(yin)極反應。
c. 氧化還原電位(wei)
電(dian)位(wei)(wei)越負越有利于析氫(qing)(qing)(qing)反應的(de)發(fa)(fa)生，因(yin)此更有利于氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)的(de)發(fa)(fa)生。Wen-Ta Tsai等人的(de)研究發(fa)(fa)現2205雙相不(bu)(bu)銹鋼在(zai)陽極電(dian)位(wei)(wei)區以及腐(fu)蝕電(dian)位(wei)(wei)附近（380~500mV范圍(wei)內）均(jun)不(bu)(bu)發(fa)(fa)生氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)，只有當電(dian)位(wei)(wei)處于較負的(de)陰極電(dian)位(wei)(wei)區（＜900mV)時才發(fa)(fa)生氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)。說明電(dian)位(wei)(wei)降低氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏感性增(zeng)高。特別是在(zai)對(dui)材料進(jin)行陰極保(bao)護時，控制保(bao)護電(dian)位(wei)(wei)對(dui)預防氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)更重要。
d. 特殊離子
環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)主(zhu)要通過影響(xiang)氫(qing)(qing)的(de)(de)產生(sheng)，進而(er)影響(xiang)材料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)。其中(zhong)，由于硫(liu)化氫(qing)(qing)或硫(liu)離(li)子(zi)(zi)引發的(de)(de)SCC是(shi)目前國內外學者(zhe)研究的(de)(de)焦(jiao)點，特(te)別(bie)是(shi)在研究含(han)硫(liu)原(yuan)(yuan)油輸油管(guan)道的(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)脆(cui)(cui)斷時，氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)機理以硫(liu)化氫(qing)(qing)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)為(wei)主(zhu)。余剛等人(ren)研究發現隨溶液(ye)中(zhong)硫(liu)化氫(qing)(qing)溶液(ye)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，16MnR鋼(gang)(gang)的(de)(de)穩態滲(shen)氫(qing)(qing)電流密度(du)逐漸增(zeng)大(da)，在高質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)區(qu)趨于穩定值。硫(liu)化氫(qing)(qing)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)大(da)使(shi)二價(jia)硫(liu)離(li)子(zi)(zi)含(han)量(liang)(liang)增(zeng)加(jia)，對原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)氫(qing)(qing)結合成氫(qing)(qing)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)毒化作(zuo)用也(ye)逐漸增(zeng)強，鋼(gang)(gang)表面原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)氫(qing)(qing)濃度(du)的(de)(de)增(zeng)大(da)能(neng)增(zeng)大(da)滲(shen)氫(qing)(qing)的(de)(de)效(xiao)率。亞硫(liu)酸(suan)根離(li)子(zi)(zi)也(ye)能(neng)促(cu)進氫(qing)(qing)滲(shen)透，特(te)別(bie)是(shi)在含(han)有(you)二氧(yang)化硫(liu)的(de)(de)大(da)氣氫(qing)(qing)滲(shen)透中(zhong)作(zuo)用更明顯(xian)。其他(ta)的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)，如氯離(li)子(zi)(zi)能(neng)破壞金(jin)屬(shu)氧(yang)化膜，間接促(cu)進氫(qing)(qing)滲(shen)透，而(er)且含(han)氯離(li)子(zi)(zi)環(huan)(huan)境(jing)，如海洋環(huan)(huan)境(jing)等是(shi)材料(liao)脆(cui)(cui)斷的(de)(de)敏感介質(zhi)，對氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)也(ye)有(you)一定的(de)(de)影響(xiang)。
此外，生物因素，如硫酸鹽(yan)還原菌（SRB)在代謝(xie)過程中(zhong)產(chan)生氫(qing)，對(dui)氫(qing)脆也會產(chan)生一定影(ying)響。總(zong)之，環境對(dui)氫(qing)脆的(de)影(ying)響主要是通過影(ying)響氫(qing)的(de)來源和(he)傳輸擴較敏感。
2. 材料本(ben)身對氫脆的影響
a. 強度水平
一般氫(qing)脆敏感(gan)性隨硬(ying)度(du)、強度(du)的(de)升高而增高。由于應(ying)力(li)梯度(du)有利于氫(qing)擴(kuo)散(san)，因此材料在(zai)使用、焊(han)接等處(chu)理工藝(yi)過程中等造成的(de)殘(can)余應(ying)力(li)會使其氫(qing)脆敏感(gan)性提高。
b. 合金元(yuan)素
氫(qing)(qing)(qing)與不(bu)同的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)元素的(de)(de)結合作(zuo)用(yong)能(neng)力，在其中的(de)(de)擴散速(su)率不(bu)同造成(cheng)不(bu)同金(jin)(jin)屬(shu)材料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)敏感性也(ye)不(bu)同。如在鐵鎳二(er)元合金(jin)(jin)中，氫(qing)(qing)(qing)的(de)(de)滲透速(su)率隨Ni含量的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)而增(zeng)(zeng)大，欽(qin)合金(jin)(jin)對氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)的(de)(de)敏感性較(jiao)其他金(jin)(jin)屬(shu)更高，已經成(cheng)為(wei)研究熱點。
U.Prakash等人研究(jiu)發現鐵鋁合金中C或Al的(de)含(han)量升高能適當抑制氫(qing)脆。
c. 微(wei)觀結構
不(bu)同的(de)金屬(shu)(shu)以及(ji)(ji)合金都有不(bu)同的(de)微(wei)觀(guan)(guan)結(jie)構(gou)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)原(yuan)子在(zai)(zai)金屬(shu)(shu)中(zhong)主(zhu)要是(shi)通(tong)過晶(jing)(jing)界(jie)或空隙擴(kuo)散，而且(qie)主(zhu)要偏聚在(zai)(zai)晶(jing)(jing)界(jie)、夾雜物等(deng)缺陷(xian)處(chu)。微(wei)觀(guan)(guan)結(jie)構(gou)直接影(ying)響(xiang)了(le)氫(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)的(de)擴(kuo)散、偏聚、與(yu)金屬(shu)(shu)的(de)相互作用等(deng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)脆(cui)(cui)(cui)(cui)斷(duan)過程中(zhong)的(de)關(guan)鍵步驟(zou)，是(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)的(de)重要影(ying)響(xiang)因素(su)(su)。不(bu)同晶(jing)(jing)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)中(zhong)，馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)比(bi)貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)、珠(zhu)光體(ti)(ti)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)、奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)、沉積硬化(hua)(hua)鋼的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)高(gao)；貝氏(shi)(shi)體(ti)(ti)比(bi)珠(zhu)光體(ti)(ti)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)高(gao)；抑制氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)方(fang)面鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)如(ru)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，而且(qie)兩相的(de)比(bi)例及(ji)(ji)晶(jing)(jing)粒大小也影(ying)響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)。微(wei)觀(guan)(guan)結(jie)構(gou)中(zhong)，位(wei)錯作為(wei)(wei)可逆(ni)陷(xian)阱，位(wei)錯密度越(yue)(yue)高(gao)越(yue)(yue)有利于氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)擴(kuo)散傳輸(shu)，從(cong)而增高(gao)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)；相反作為(wei)(wei)不(bu)可逆(ni)陷(xian)阱的(de)微(wei)觀(guan)(guan)結(jie)構(gou)如(ru)金屬(shu)(shu)碳(tan)化(hua)(hua)物、晶(jing)(jing)間沉積物、轉(zhuan)變(bian)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)結(jie)構(gou)等(deng)的(de)數量越(yue)(yue)多(duo)，分(fen)布越(yue)(yue)均勻，氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)越(yue)(yue)低(di)。一(yi)般(ban)認為(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)晶(jing)(jing)粒越(yue)(yue)細、分(fen)布越(yue)(yue)均勻，缺陷(xian)越(yue)(yue)少，材(cai)(cai)料(liao)(liao)抗(kang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)能越(yue)(yue)好。此(ci)外，材(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)的(de)雜質元素(su)(su)與(yu)主(zhu)體(ti)(ti)元素(su)(su)結(jie)合，改(gai)變(bian)了(le)其微(wei)觀(guan)(guan)結(jie)構(gou)以及(ji)(ji)陷(xian)阱的(de)數量和分(fen)布形(xing)態，從(cong)而降(jiang)低(di)或提(ti)高(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)敏感(gan)性(xing)。
