從事氫氣相關行業的都應該明白，氫脆現象對工業應用中構成了重大挑戰，一旦產生氫脆而不被察覺，后果不堪設想！今天帶大家簡單了解一下氫脆及相關處置措施。

1、氫脆的概念

氫脆主要是金屬材料因為吸收氫原子后而導致其力學性能降低，特別是塑性降低和脆性增加。氫原子很小，可以滲透進固體金屬中，一旦被金屬吸收，氫會降低金屬中裂紋萌生和擴展所需的應力，從而導致脆化。氫脆最顯著的發生在鋼材以及鐵、鎳、鈦、鈷及其合金中，銅、鋁和不銹鋼則不易發生氫脆，一般來說，強度更高的材料更容易發生氫脆。。氫脆一般不會發生在常溫下，大多數金屬在150℃以上的溫度會產生氫脆，300℃以上更為顯著。

2、氫脆的產生機制

氫脆是一個復雜的過程，其中主要包括以下幾條：

1）內部壓力：在高氫濃度下，吸收的氫物質在空隙中重新組合形成氫分子，從金屬內部產生壓力，造成內部形成裂紋，稱為氫開裂，若在表面形成氣泡，稱為氫致起泡。

2）氫增強局部塑性：氫增加了裂紋位錯運動，導致局部塑性變形增加。

3）氫促進分離：氫原子降低金屬原子間的結合力。

4）氫吸附誘導位錯發射：氫原子吸附在位錯線上，降低位錯運動的能壘，促進位錯發射。

5）氫增強應變誘導空位：氫與應變誘導的空位相互作用，形成氫-空位復合體，影響材料的塑性變形 。

6）氫化物形成：某些金屬與氫有較大的親和力，在應力集中區域，過飽和的氫可能與金屬原子結合生成氫化物，這些脆性相組織可能導致斷裂 。

7）環境因素影響：氫脆現象還受到溫度、應力等環境因素的影響。

8）氫陷阱效應：氫原子在材料中的陷阱位置發生偏聚，形成氫陷阱。

3、常見金屬材料的氫脆特性

氫脆現象在金屬材料中普遍存在，不同材料的氫脆特性和影響因素各有不同。主要包括：鋼鐵材料、鋁合金、鈦合金、鎂合金、高強度緊固件、工業管道，作為氫能從業者，工業管道的氫脆現象主要是氫以原子狀態滲入金屬內，并在金屬內部再結合成分子，產生很高的壓力，嚴重時會導致表面鼓包或皺折。

4、預防氫脆的方法

氫脆現象在使用過程中無法預防，只能從源頭控制，以下是一些常見的預防氫脆的措施：

1）盡量縮短酸洗時間，加入緩蝕劑以減少產氫量。

2）選擇高強度、高韌性材料，保證材料潔凈度。

3）降低材料使用應力、避免應力集中。

4）采用機械鍍鋅、達克羅、久美特等不產生氫的表面處理方式。

5）對電鍍鋅的螺栓、螺母在電鍍后及時進行烘烤驅氫處理。

總結而言，氫脆現象要求我們端正態度，更好地應對這一挑戰，確保金屬材料的長期穩定性和安全性。隨著科技發展，我們有理由相信，氫脆這一古老而復雜的問題將得到更有效的管理和解決。