氢脆是一种由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属材料在低于材料屈服强度的静应力作用下发生延迟断裂的现象。早在100多年前，Jonsons就阐明了钢的氢脆现象。氢脆问题更引起了世界各国国防工业部门的注意，同时也一直困扰着我国航空、航天工业的发展。高速度、大体积是现代飞行器发展的必然趋势，尤其是在2007年我国确立了大飞机项目计划之后，这一目标更加明确。因此，对选用材料的强度/质量比要求更高，尤其对某些重要零部件，如飞机的起落架等，大都选用高强度钢制造。高强度钢的选用减轻了飞机的重量，但强度增大使得材料韧性降低，随之而来的是对缺口、氢脆及应力腐蚀问题更加敏感。据统计，国产军用飞机的紧固件70％以上都是采用铬锰硅钢系合金钢。该合金钢强度高、物理性能也较好，但抗氢脆性能较差，表面处理后极易出现氢脆失效的问题。材料的吸氢与表面防护处理时的化学、电化学过程直接相关。因此，对于高强度钢，在满足其表面防护的同时必须考虑氢脆问题。广东合金电镀

  1、氢脆产生的机理

  目前关于金属氢脆的机理有很多，比较成熟的理论主要有4种：高压氢气理论，氢表面吸附降低表面能理论，晶格脆性理论，氢与位错的交互作用理论。

  1）高压氢气理论

  高压氢气理论认为，由于过多的氢聚集在某些空隙的地方，形成较高的氢气压力，致使金属变脆。但高压氢气理论只适用于溶解氢为吸热反应的金属(如铁、锆、铜、铬钼等)，因为这些金属中可能形成高压氢气；、对于那些吸附氢为放热反应的金属，如镁、钛、镧、铈、钽等，根本不可能形成高压氢气。因此这一理论不够严密。

  2）氢表面吸附降低表面能理论

  表面吸附理论指出，当固体材料吸附某些表面活性物质后表面能降低，导致材料的塑性降低。Petch等也把氢看作表面活性物质，氢的吸附降低了裂纹处的表面能，从而使金属变脆。这一理论可以部分解释金属的氢脆现象。

  3）晶格脆性理论

  Troiano提出了晶格脆性理论：当氢溶入过渡金属后，由于过渡族元素的3d电子层未填满，氢原子的电子即进入金属原子的3d电子层，增大了3d层电子密度，从而增大了原子间的排斥力，降低了晶格间的结合力，致使金属变脆。晶格脆性理论可以解释一般金属或合金的氢脆现象。

  4）氢与位错的交互作用理论

  该理论认为，含氢合金在形变过程中可能形成氢或位错的堆积，从而诱发了金属的脆性断裂。如果在应力作用下形变速率较小，形变温度又不太低的话，那么氢原子的运动速度与位错运动速度是相适应的，这时不会产生氢或位错的堆积，也就不会发生氢脆；当在应力作用下移动着的位错及氢气团运动至晶界或其他障碍物时，会产生位错的堆积，同时必然造成氢在晶界或解理面的富集，在位错堆积的端部形成较大的应力集中，从而形成裂纹，富集的氢原子不仅易导致裂纹形成，而且有使其发生扩展的趋势，最后造成脆性断裂。氢与位错的交互作用可用来解释环境形变速率敏感性以及氢脆在一定温度范围内发生的现象。氢脆是多种机制相互作用的复杂过程，问题的完全澄清需基于对裂纹前端行为原子尺度分辨的实验观察和原子水平的理论计算，目前这两方面的研究还有待提高。广东电镀厂

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