氢脆简介
氢脆是易感金属吸收氢，导致延展性丧失和承载能力降低的结果。低于脆化材料屈服应力的应力会导致开裂和灾难性的脆性破坏。氢脆也称为氢致开裂或氢侵蚀。
在室温下，氢原子可以被金属晶格吸收并通过晶粒扩散。吸收的氢可以以原子或组合分子形式存在。无论形式如何，原子或分子在金属晶界处结合形成小气泡。这些气泡充当压力集中器，在金属颗粒之间建立压力。压力会增加到金属降低延展性的水平，导致材料内部形成微小的裂缝。裂纹是晶间的。即，裂纹沿金属晶界扩展。 （有关该主题的更多信息，请参阅氢起泡和氢脆：原因和预防措施。）
下图显示了因氢脆而导致的失效示例。左图显示了断裂的镀铬钢螺栓的宏观视图。右图显示了断口的扫描电子显微镜图像。断裂表面的刻面外观表明沿晶断裂。螺栓在电镀铬过程中发生脆化。
断裂螺栓和断裂表面的扫描电子显微镜图像。
氢脆失效的三个必要因素：
- 易受影响的材料
- 暴露于含氢环境中
- 由于残余应力和/或外加应力而存在拉伸应力
高强度碳钢和低合金钢是最容易发生氢脆的合金。极限抗拉强度小于 1000 MPa 或硬度小于 30 HRC 的钢通常被认为不易发生氢脆。 （另一个例子可以在文章中找到锌的氢脆问题：讨论的新指导。）
氢气在环境温度或升高的温度下进入并通过金属表面扩散。这可能发生在各种制造和组装操作或操作使用过程中——金属与原子或分子氢接触的任何地方。
可能导致氢脆的工艺包括磷化、酸洗、电镀和弧焊。在这些过程中，材料有可能吸收氢。例如，在弧焊过程中，氢会从水分中释放出来（例如在焊接电极的涂层中；为了尽量减少这种情况，焊接高强度钢时使用了特殊的低氢电极）。
在使用过程中，由于腐蚀、金属与酸或与其他化学物质（特别是硫化物应力开裂中的硫化氢）发生化学反应，氢会被引入金属中。
至于导致断裂的应力，即使是部件内部的残余应力也足够了。
可采取的避免氢脆的步骤包括减少氢暴露，以及电镀后烘烤和其他导致氢吸收的处理。烘烤使氢从金属中扩散出来。如果烘烤不是一种选择，那么使用较低强度的钢并减少残余应力和施加的应力是避免因氢脆引起的断裂的可能方法。这些可能是在组件使用时会导致氢吸收的情况的最佳选择。
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