氫能夠?qū)е潞辖鸩牧习l(fā)生多種樣式損壞，如氫致滯后斷裂、氫脆及高溫氫腐蝕等，其中氫脆（Hydrogen Embrittlement,HE)指在應(yīng)力和氫這兩種因素的共同作用下引起金屬塑性降低、產(chǎn)生損傷或斷裂的現(xiàn)象，氫脆又被稱為氫損傷或氫致開裂，不僅能夠降低金屬材料的斷面收縮率，同時(shí)也會(huì)使金屬材料的沖擊韌性值和疲勞壽命得到顯著降低。氫脆在小于金屬斷裂強(qiáng)度的拉伸作用條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后能夠?qū)е陆饘佼a(chǎn)生忽然脆斷，這種脆斷是在沒有預(yù)兆的情況下發(fā)生的，因而氫脆的破壞性和危險(xiǎn)性是極大的，并且材料發(fā)生氫脆能夠引起較低應(yīng)力下的開裂、斷裂及爆炸等事故，危害人身安全并且容易帶來(lái)財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p耗。

  雙相不銹鋼由于其較優(yōu)的抗腐蝕能力及力學(xué)性能，在油氣運(yùn)輸業(yè)、煉油化工業(yè)及石油天然氣開采等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的使用，在這些使用環(huán)境中，雙相不銹鋼面臨最主要的腐蝕問(wèn)題為氫脆。氫主要留存于鋼的晶格間隙中，同時(shí)也會(huì)以原子的形態(tài)留在鋼的組織缺陷處，鋼的組織缺陷主要包括位錯(cuò)、晶界、空位、微孔洞及第二相微粒等。通常情況下，合金晶格缺陷周邊區(qū)域都會(huì)具有應(yīng)變場(chǎng)和應(yīng)力，有助于將氫吸引在晶格缺陷周邊進(jìn)而能夠捕獲氫；另外，在擴(kuò)散機(jī)制作用下，金屬或合金的晶格間隙點(diǎn)及內(nèi)部氫陷阱點(diǎn)的氫原子會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡。

 氫脆的發(fā)生與氫有著十分密切的聯(lián)系，其中氫的來(lái)源主要有兩個(gè)方面，即內(nèi)氫和外氫。

1. 內(nèi)氫

  內(nèi)氫是指在冶煉、酸洗、焊接等過(guò)程中導(dǎo)致鋼內(nèi)部存在氫，即鋼在使用和實(shí)驗(yàn)之前就已經(jīng)存在氫，例如，在冶煉鋼的進(jìn)程中，爐內(nèi)部的水發(fā)生分解進(jìn)而導(dǎo)致氫的生成；鋼在電鍍前和熱處理后全部要經(jīng)過(guò)酸洗這一過(guò)程，在這過(guò)程中鋼跟酸會(huì)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致氫在陰極區(qū)生成，這些氫中有的會(huì)擴(kuò)散到鋼的內(nèi)部；焊接是一種局部冶煉過(guò)程，涉及焊縫金屬的融化和凝固，當(dāng)焊條藥皮或者環(huán)境中含有較多水分時(shí)，在焊接的局部高溫下也可以將氫代入熔池，容易將氫引入到金屬內(nèi)部進(jìn)而造成與白點(diǎn)類似的問(wèn)題，于焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生焊接冷裂紋。

2. 外氫

  外氫是指材料本身含氫量較少，但是在致氫氣體中及在氫氣中工作或者腐蝕的陰極過(guò)程中都有可能引入氫，這些氫都可以在鋼的表面形成原子氫進(jìn)入到鋼的內(nèi)部，例如：石化工業(yè)中的反應(yīng)塔等受力結(jié)構(gòu)鋼件是在具有氫或者硫化氫環(huán)境中進(jìn)行工作的，由于工作環(huán)境中存在氫并且氫進(jìn)入到金屬內(nèi)部進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用結(jié)構(gòu)鋼件氫脆的產(chǎn)生；又如析氫腐蝕過(guò)程中生成的氫大部分是因?yàn)殇摯嬖谟贖+的介質(zhì)中，其表面與含氫物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成［H]或者H2,氣態(tài)氫或者吸附在鋼表面或者發(fā)生分解進(jìn)而形成活性氫原子，能夠進(jìn)一步導(dǎo)致鋼發(fā)生脆化。