氫脆的研究由來(lái)已久，各國(guó)學(xué)者對(duì)其在各種環(huán)境下的產(chǎn)生原理及過(guò)程有著廣泛而深入的探索。J.Woodtli等學(xué)者研究了氫脆現(xiàn)象和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象的特征及破壞作用；M.V.Biezma等學(xué)者探討了氫在微生物腐蝕環(huán)境下對(duì)于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂過(guò)程的影響，結(jié)果表明在此環(huán)境下，氫脆和應(yīng)力腐蝕使材料力學(xué)性能的下降，并且兩者之間有協(xié)同作用；R.A.Oriani等學(xué)者在氫的作用導(dǎo)致材料性能降低方面進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考察了吸收和解吸作用對(duì)氫滲透電流的影響，建立了一種新型的氫滲透數(shù)據(jù)處理模型。
1. 環(huán)境因素的影響
氫脆是特定材料在特定環(huán)境下的脆斷現(xiàn)象，是環(huán)境與材料相互作用的結(jié)果。敏感材料在含有氫元素的環(huán)境中都有可能發(fā)生氫脆，影響氫脆的環(huán)境因素有溫度、pH、氧化還原電位、特殊離子、氣體化合物等。
a. 溫度
氫脆在溫度-30~30℃附近最敏感，一般發(fā)生在-100~150℃范圍內(nèi)，在低溫或高溫時(shí)氫脆敏感性降低。隨溫度的升高氫在金屬中的溶解度、擴(kuò)散速率升高。溫度不僅有利于氫滲透也有利于氫的復(fù)合，是一種雙重影響。溫度主要通過(guò)影響材料中氫濃度、氫擴(kuò)散速率從而影響材料的氫脆。
b. pH值
pH值的大小直接決定了H+的多少，進(jìn)而可能影響氫的生成，但并不是簡(jiǎn)單的pH越低氫脆越容易發(fā)生。不同的材料和溶液會(huì)有不同的影響結(jié)果，通常情況下，由于pH值降低H+增多有利于氫的產(chǎn)生，氫脆敏感性升高。但E.M.K.Hillier等人研究發(fā)現(xiàn)，電鍍中pH值降低有利于能抑制氫脆的富鈷相的形成，從而降低了材料的氫脆敏感性。雖然在高pH值條件下H+較少，但并不一定影響氫的生成，主要起決定作用的是陰極反應(yīng)。
c. 氧化還原電位
電位越負(fù)越有利于析氫反應(yīng)的發(fā)生，因此更有利于氫脆的發(fā)生。Wen-Ta Tsai等人的研究發(fā)現(xiàn)2205雙相不銹鋼在陽(yáng)極電位區(qū)以及腐蝕電位附近（380~500mV范圍內(nèi)）均不發(fā)生氫脆，只有當(dāng)電位處于較負(fù)的陰極電位區(qū)（＜900mV)時(shí)才發(fā)生氫脆。說(shuō)明電位降低氫脆敏感性增高。特別是在對(duì)材料進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)，控制保護(hù)電位對(duì)預(yù)防氫脆更重要。
d. 特殊離子
環(huán)境中的離子主要通過(guò)影響氫的產(chǎn)生，進(jìn)而影響材料的氫脆。其中，由于硫化氫或硫離子引發(fā)的SCC是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的焦點(diǎn)，特別是在研究含硫原油輸油管道的環(huán)境脆斷時(shí)，氫脆機(jī)理以硫化氫氫脆為主。余剛等人研究發(fā)現(xiàn)隨溶液中硫化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，16MnR鋼的穩(wěn)態(tài)滲氫電流密度逐漸增大，在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)區(qū)趨于穩(wěn)定值。硫化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大使二價(jià)硫離子含量增加，對(duì)原子氫結(jié)合成氫分子的毒化作用也逐漸增強(qiáng)，鋼表面原子氫濃度的增大能增大滲氫的效率。亞硫酸根離子也能促進(jìn)氫滲透，特別是在含有二氧化硫的大氣氫滲透中作用更明顯。其他的離子，如氯離子能破壞金屬氧化膜，間接促進(jìn)氫滲透，而且含氯離子環(huán)境，如海洋環(huán)境等是材料脆斷的敏感介質(zhì)，對(duì)氫脆也有一定的影響。
此外，生物因素，如硫酸鹽還原菌（SRB)在代謝過(guò)程中產(chǎn)生氫，對(duì)氫脆也會(huì)產(chǎn)生一定影響。總之，環(huán)境對(duì)氫脆的影響主要是通過(guò)影響氫的來(lái)源和傳輸擴(kuò)較敏感。
2. 材料本身對(duì)氫脆的影響
a. 強(qiáng)度水平
一般氫脆敏感性隨硬度、強(qiáng)度的升高而增高。由于應(yīng)力梯度有利于氫擴(kuò)散，因此材料在使用、焊接等處理工藝過(guò)程中等造成的殘余應(yīng)力會(huì)使其氫脆敏感性提高。
b. 合金元素
氫與不同的金屬元素的結(jié)合作用能力，在其中的擴(kuò)散速率不同造成不同金屬材料的氫脆敏感性也不同。如在鐵鎳二元合金中，氫的滲透速率隨Ni含量的增加而增大，欽合金對(duì)氫脆的敏感性較其他金屬更高，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。
U.Prakash等人研究發(fā)現(xiàn)鐵鋁合金中C或Al的含量升高能適當(dāng)抑制氫脆。
c. 微觀結(jié)構(gòu)
不同的金屬以及合金都有不同的微觀結(jié)構(gòu)，氫原子在金屬中主要是通過(guò)晶界或空隙擴(kuò)散，而且主要偏聚在晶界、夾雜物等缺陷處。微觀結(jié)構(gòu)直接影響了氫在材料中的擴(kuò)散、偏聚、與金屬的相互作用等材料脆斷過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，是氫脆的重要影響因素。不同晶體結(jié)構(gòu)中，馬氏體比貝氏體、珠光體、鐵素體、奧氏體、沉積硬化鋼的氫脆敏感性高；貝氏體比珠光體、鐵素體的氫脆敏感性高；抑制氫脆方面鐵素體不如奧氏體，而且兩相的比例及晶粒大小也影響氫脆敏感性。微觀結(jié)構(gòu)中，位錯(cuò)作為可逆陷阱，位錯(cuò)密度越高越有利于氫的擴(kuò)散傳輸，從而增高氫脆敏感性；相反作為不可逆陷阱的微觀結(jié)構(gòu)如金屬碳化物、晶間沉積物、轉(zhuǎn)變奧氏體結(jié)構(gòu)等的數(shù)量越多，分布越均勻，氫脆敏感性越低。一般認(rèn)為材料的晶粒越細(xì)、分布越均勻，缺陷越少，材料抗氫脆性能越好。此外，材料中的雜質(zhì)元素與主體元素結(jié)合，改變了其微觀結(jié)構(gòu)以及陷阱的數(shù)量和分布形態(tài)，從而降低或提高材料的氫脆敏感性。
