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(qing)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(huan)境因素的(de)影響
氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)是(shi)(shi)特(te)定材(cai)料在特(te)定環(huan)境(jing)(jing)下的(de)脆(cui)(cui)斷現象(xiang)，是(shi)(shi)環(huan)境(jing)(jing)與材(cai)料相互(hu)作用的(de)結果(guo)。敏感材(cai)料在含有(you)氫(qing)(qing)元素的(de)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)都(dou)有(you)可能發生氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)，影響氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)環(huan)境(jing)(jing)因素有(you)溫度、pH、氧化還原電位、特(te)殊離子、氣體化合物等(deng)。
a. 溫度
氫(qing)脆(cui)(cui)在(zai)溫(wen)度(du)-30~30℃附近(jin)最敏感，一般(ban)發生在(zai)-100~150℃范圍內，在(zai)低溫(wen)或高溫(wen)時氫(qing)脆(cui)(cui)敏感性降低。隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高氫(qing)在(zai)金屬中(zhong)的(de)(de)(de)溶解度(du)、擴(kuo)散速(su)率(lv)升(sheng)高。溫(wen)度(du)不僅有(you)利(li)于(yu)氫(qing)滲透(tou)也有(you)利(li)于(yu)氫(qing)的(de)(de)(de)復合(he)，是一種雙(shuang)重(zhong)影響(xiang)。溫(wen)度(du)主要(yao)通(tong)過影響(xiang)材料(liao)中(zhong)氫(qing)濃度(du)、氫(qing)擴(kuo)散速(su)率(lv)從(cong)而影響(xiang)材料(liao)的(de)(de)(de)氫(qing)脆(cui)(cui)。
b. pH值
pH值(zhi)的(de)(de)大(da)小直接(jie)決定了H+的(de)(de)多少(shao)，進而可能影(ying)響氫的(de)(de)生(sheng)成(cheng)，但(dan)(dan)并不(bu)是簡單的(de)(de)pH越(yue)低氫脆越(yue)容易發(fa)生(sheng)。不(bu)同的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)和溶液會(hui)有(you)不(bu)同的(de)(de)影(ying)響結果，通常情(qing)況下，由于(yu)(yu)pH值(zhi)降低H+增多有(you)利于(yu)(yu)氫的(de)(de)產生(sheng)，氫脆敏(min)感性升高。但(dan)(dan)E.M.K.Hillier等人研(yan)究發(fa)現，電(dian)鍍中pH值(zhi)降低有(you)利于(yu)(yu)能抑(yi)制氫脆的(de)(de)富鈷相的(de)(de)形(xing)成(cheng)，從而降低了材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)氫脆敏(min)感性。雖然在高pH值(zhi)條件(jian)下H+較少(shao)，但(dan)(dan)并不(bu)一(yi)定影(ying)響氫的(de)(de)生(sheng)成(cheng)，主要起決定作用的(de)(de)是陰(yin)極反應。
c. 氧化還(huan)原電位
電(dian)位越負(fu)越有(you)利(li)于析氫(qing)反(fan)應的(de)發(fa)生，因(yin)此更(geng)有(you)利(li)于氫(qing)脆(cui)的(de)發(fa)生。Wen-Ta Tsai等人的(de)研究發(fa)現2205雙相(xiang)不銹鋼(gang)在陽極(ji)電(dian)位區(qu)以及腐蝕(shi)電(dian)位附近（380~500mV范圍內）均不發(fa)生氫(qing)脆(cui)，只有(you)當電(dian)位處于較(jiao)負(fu)的(de)陰極(ji)電(dian)位區(qu)（＜900mV)時才發(fa)生氫(qing)脆(cui)。說明電(dian)位降低氫(qing)脆(cui)敏感(gan)性增高(gao)。特別是在對(dui)材料進(jin)行陰極(ji)保護(hu)時，控制(zhi)保護(hu)電(dian)位對(dui)預防氫(qing)脆(cui)更(geng)重要(yao)。
d. 特殊離子(zi)
環(huan)境(jing)(jing)中的(de)(de)離子(zi)(zi)主要通(tong)過影(ying)(ying)響氫(qing)(qing)的(de)(de)產(chan)生，進而(er)影(ying)(ying)響材料的(de)(de)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)。其中，由于硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)或硫(liu)(liu)離子(zi)(zi)引發(fa)的(de)(de)SCC是目(mu)前國(guo)內外學者研(yan)(yan)究的(de)(de)焦點，特別是在研(yan)(yan)究含硫(liu)(liu)原油輸油管(guan)道的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)脆(cui)(cui)(cui)斷時，氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)機理以硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)為主。余剛(gang)等(deng)人研(yan)(yan)究發(fa)現隨溶液(ye)中硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)溶液(ye)質(zhi)量分(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加，16MnR鋼的(de)(de)穩態滲(shen)(shen)氫(qing)(qing)電流密度(du)逐漸(jian)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)，在高質(zhi)量分(fen)數(shu)區趨于穩定值。硫(liu)(liu)化(hua)氫(qing)(qing)質(zhi)量分(fen)數(shu)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)使二價硫(liu)(liu)離子(zi)(zi)含量增(zeng)(zeng)(zeng)加，對原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)結(jie)合成氫(qing)(qing)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)毒化(hua)作用(yong)也逐漸(jian)增(zeng)(zeng)(zeng)強，鋼表面(mian)原子(zi)(zi)氫(qing)(qing)濃(nong)度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)能(neng)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)滲(shen)(shen)氫(qing)(qing)的(de)(de)效(xiao)率。亞硫(liu)(liu)酸(suan)根離子(zi)(zi)也能(neng)促進氫(qing)(qing)滲(shen)(shen)透(tou)，特別是在含有(you)二氧(yang)(yang)化(hua)硫(liu)(liu)的(de)(de)大(da)(da)氣氫(qing)(qing)滲(shen)(shen)透(tou)中作用(yong)更明顯。其他的(de)(de)離子(zi)(zi)，如氯(lv)離子(zi)(zi)能(neng)破壞金屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)膜，間接(jie)促進氫(qing)(qing)滲(shen)(shen)透(tou)，而(er)且含氯(lv)離子(zi)(zi)環(huan)境(jing)(jing)，如海(hai)洋環(huan)境(jing)(jing)等(deng)是材料脆(cui)(cui)(cui)斷的(de)(de)敏(min)感介(jie)質(zhi)，對氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)也有(you)一定的(de)(de)影(ying)(ying)響。
此(ci)外(wai)，生物因素，如硫酸鹽還原(yuan)菌（SRB)在代謝過程中產(chan)生氫，對氫脆也會產(chan)生一定影(ying)響。總之，環境對氫脆的影(ying)響主要是通過影(ying)響氫的來源(yuan)和(he)傳輸擴較敏感。
2. 材料本身對氫脆的影(ying)響
a. 強(qiang)度水(shui)平
一般氫(qing)脆敏感性隨硬度(du)、強度(du)的升高(gao)而增高(gao)。由于應力梯(ti)度(du)有利于氫(qing)擴散，因此材料在使(shi)用、焊(han)接等(deng)(deng)處理(li)工藝過程中等(deng)(deng)造成(cheng)的殘(can)余應力會使(shi)其氫(qing)脆敏感性提(ti)高(gao)。
b. 合金元素(su)
氫(qing)與不同(tong)(tong)的金(jin)屬元(yuan)素的結合(he)作用能力，在(zai)其(qi)中的擴散速率不同(tong)(tong)造(zao)成不同(tong)(tong)金(jin)屬材(cai)料的氫(qing)脆敏(min)感性(xing)也不同(tong)(tong)。如(ru)在(zai)鐵鎳(nie)二元(yuan)合(he)金(jin)中，氫(qing)的滲透(tou)速率隨Ni含量的增加而增大(da)，欽合(he)金(jin)對氫(qing)脆的敏(min)感性(xing)較其(qi)他金(jin)屬更高，已經成為研(yan)究熱點(dian)。
U.Prakash等人(ren)研究發(fa)現(xian)鐵(tie)鋁合金(jin)中C或(huo)Al的含量升高能適當抑制氫(qing)脆。
c. 微觀(guan)結構
不(bu)同(tong)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)以及(ji)合(he)金(jin)(jin)都有不(bu)同(tong)的(de)(de)微(wei)觀(guan)(guan)(guan)結(jie)(jie)構(gou)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)原子在(zai)(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)主要(yao)是(shi)通過(guo)晶(jing)界(jie)或空隙擴(kuo)(kuo)散(san)(san)，而(er)且主要(yao)偏聚在(zai)(zai)晶(jing)界(jie)、夾(jia)雜物(wu)等(deng)缺(que)陷處。微(wei)觀(guan)(guan)(guan)結(jie)(jie)構(gou)直(zhi)接影(ying)(ying)(ying)響(xiang)了氫(qing)(qing)(qing)(qing)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)、偏聚、與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)相互作(zuo)(zuo)用等(deng)材(cai)(cai)料(liao)脆斷過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)關鍵步驟，是(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆的(de)(de)重(zhong)要(yao)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)因素(su)(su)。不(bu)同(tong)晶(jing)體(ti)(ti)(ti)結(jie)(jie)構(gou)中(zhong)，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)比(bi)貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)、奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、沉積硬化(hua)鋼的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)高；貝氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)比(bi)珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)高；抑制氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆方(fang)面鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)如奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)，而(er)且兩相的(de)(de)比(bi)例及(ji)晶(jing)粒大(da)小也影(ying)(ying)(ying)響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)。微(wei)觀(guan)(guan)(guan)結(jie)(jie)構(gou)中(zhong)，位(wei)錯作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)可逆陷阱(jing)，位(wei)錯密度越(yue)(yue)高越(yue)(yue)有利(li)于氫(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)傳(chuan)輸(shu)，從而(er)增(zeng)高氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)；相反作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)不(bu)可逆陷阱(jing)的(de)(de)微(wei)觀(guan)(guan)(guan)結(jie)(jie)構(gou)如金(jin)(jin)屬(shu)(shu)碳化(hua)物(wu)、晶(jing)間沉積物(wu)、轉(zhuan)變(bian)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)結(jie)(jie)構(gou)等(deng)的(de)(de)數(shu)量越(yue)(yue)多，分(fen)布(bu)越(yue)(yue)均勻(yun)(yun)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)越(yue)(yue)低(di)。一般認為(wei)(wei)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)晶(jing)粒越(yue)(yue)細、分(fen)布(bu)越(yue)(yue)均勻(yun)(yun)，缺(que)陷越(yue)(yue)少(shao)，材(cai)(cai)料(liao)抗氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆性(xing)(xing)(xing)能越(yue)(yue)好。此外，材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)雜質元(yuan)素(su)(su)與主體(ti)(ti)(ti)元(yuan)素(su)(su)結(jie)(jie)合(he)，改變(bian)了其(qi)微(wei)觀(guan)(guan)(guan)結(jie)(jie)構(gou)以及(ji)陷阱(jing)的(de)(de)數(shu)量和分(fen)布(bu)形態，從而(er)降(jiang)低(di)或提(ti)高材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)脆敏(min)感(gan)(gan)性(xing)(xing)(xing)。
