1. 氢的侵入

• 来源：氢可能通过多种途径进入金属内部，例如：

  • 电化学过程：如酸洗、电镀（尤其是镀铬、镀锌）、阴极保护等。

  • 高温环境：焊接、热处理时，水蒸气或含氢气氛分解出氢原子。

  • 腐蚀反应：金属在潮湿环境或酸性介质中腐蚀时，氢离子（H⁺）还原为氢原子（H）。

• 渗透：氢原子体积小，易扩散到金属晶格内部，尤其在应力集中区域富集。

2. 氢的破坏机制

• 氢吸附理论：氢原子吸附在金属表面，降低表面能，促进裂纹萌生。

• 氢压理论：氢在金属内部缺陷（如空位、晶界）处聚集并结合为氢气（H₂），形成局部高压，导致微裂纹扩展。

• 氢致弱化理论：氢原子与金属原子键合能力减弱，降低晶界或位错运动的阻力，使材料局部塑性下降。

• 延迟断裂：氢在应力作用下逐渐富集到裂纹尖端，导致材料在低于正常抗拉强度时突然断裂。

3. 材料与环境的敏感性

• 高强度材料更易氢脆：如高强度钢（抗拉强度＞1000 MPa）、钛合金等，因晶界强度高，氢更易在晶界处富集。

• 应力条件：拉应力或残余应力会加速氢的扩散和聚集。

• 温度影响：室温附近氢脆最显著（氢扩散速率适中），高温时氢易逸出，低温时扩散受阻。

4. 典型场景

• 电镀件断裂：镀后未充分烘烤脱氢。

• 焊接裂纹：焊条潮湿或保护气含氢。

• 油气管道失效：H₂S环境（硫化氢腐蚀产生氢原子）。

5. 预防措施

• 工艺控制：避免酸洗过度、电镀后烘烤（如200°C×24小时驱氢）。

• 材料选择：降低材料强度或使用抗氢脆合金（如添加镍、钼等元素）。

• 环境管理：减少接触含氢介质，使用缓蚀剂。

• 设计优化：避免应力集中，减少残余应力。