什么是氢脆现象
锆合金氢脆现象
锆合金氢脆现象锆合金氢脆现象是指锆合金在一定条件下会发生脆性断裂的现象。
这一现象在核能工业中具有重要的意义，因为锆合金常被用作核燃料包壳材料。
锆合金包壳在核燃料棒中起到保护和隔离核燃料的作用。
然而，如果发生氢脆现象，锆合金包壳就会变得脆弱，从而导致核燃料泄漏，对核能安全造成严重威胁。
氢脆是指在锆合金中存在的氢原子会导致其脆性增加的现象。
氢原子很容易渗入锆合金晶界和缺陷处，而且在高温和高应力的条件下，氢原子会聚集在这些位置上，导致晶界和缺陷处的脆性增加。
当锆合金受到外界应力作用时，晶界和缺陷处容易发生断裂，从而引发氢脆现象。
氢脆现象的发生与很多因素有关。
首先，锆合金的加工工艺会影响氢脆的程度。
不当的加工过程会导致锆合金内部残留应力的增加，从而促进氢原子的聚集，进而导致氢脆发生。
其次，锆合金的化学成分也会影响氢脆的程度。
一些杂质元素的存在会增加氢原子的渗入和聚集，加剧氢脆现象。
此外，环境条件的变化也会对氢脆产生影响。
例如，在高温和高湿度的环境下，氢原子更容易渗入和聚集，从而增加氢脆的风险。
为了减轻氢脆现象的影响，科学家们进行了大量的研究。
他们发现，通过合理控制锆合金的加工工艺，可以减少内部应力的积累，从而减轻氢脆的程度。
此外，他们还通过调整锆合金的化学成分，降低了氢原子的渗入和聚集。
这些研究成果为锆合金在核能工业中的应用提供了重要的技术支持。
尽管已经取得了一些进展，但氢脆现象仍然是一个挑战。
科学家们需要进一步研究锆合金的氢脆机制，以及如何更好地控制和减轻氢脆的影响。
只有通过不断的努力和创新，才能确保核能的安全和可靠运行。
锆合金的氢脆现象是一个重要的研究领域。
通过深入研究锆合金的氢脆机制，并采取相应的措施，可以减轻氢脆的影响，提高核能的安全性。
这项工作对于保障核能工业的可持续发展具有重要意义。
氢脆现象发生的条件
氢脆现象发生的条件氢脆是一种在高强度钢材中发生的现象，其主要特征是在应变速率较低条件下，材料在高应力下发生断裂。
这种现象会导致材料的脆性增加，从而降低其可靠性和使用寿命。
氢脆主要发生在高强度钢材料中，而低强度钢材料通常不会发生氢脆现象。
氢脆现象的发生条件涉及多个方面，主要包括材料本身的性能、外部环境和加工工艺等因素。
下面将逐个分析这些因素。
首先，材料本身的性能对氢脆的发生具有重要影响。
高强度钢材料通常具有较高的强度和硬度，这使得其更容易受到氢脆现象的影响。
此外，材料的结构和组织也会影响氢脆的发生，部分热处理工艺会改变材料的结构，导致材料变得更容易受到氢脆的影响。
另外，材料中的存在的一些缺陷，如夹杂物、析出相等也会促进氢脆的发生。
因此，对材料的成分和性能进行合理的设计和选择是预防氢脆的关键。
其次，外部环境也是氢脆发生的重要条件之一。
氢气是引起氢脆发生的主要原因之一，外部环境中存在的氢气会进入材料内部并与材料中的碳原子结合，形成氢化碳化物，从而导致材料变脆。
因此，在一些特定环境中，如酸洗、电镀、水脱氢等工艺下，氢气会被析出并渗入材料内部，增加了氢脆发生的风险。
此外，环境中的应力和温度变化也可能加剧材料的脆性，从而促进氢脆现象的发生。
因此，在实际生产中，要注意控制好外部环境和加工工艺，避免氢脆的发生。
最后，加工工艺也对氢脆的发生具有重要影响。
一些加工工艺会使材料容易吸收氢气，增加氢脆的发生风险。
例如，在一些金属切削加工中，由于切削过程生成了大量的金属屑，这些金属屑本身就会带有氢气，并且在切削加工中产生的温度和压力会使得这些氢气渗入材料内部，增加了材料的氢脆风险。
另外，在焊接、热处理等加工工艺中，也会引入大量氢气，使材料发生氢脆。
因此，在选择和优化加工工艺时，要注意减少氢气的引入，避免氢脆的发生。
总之，氢脆的发生是一个综合性问题，其发生条件涉及材料本身的性能、外部环境和加工工艺等因素。
要有效预防氢脆的发生，需要从多个层面加以控制。
氢脆问题汇总
氢脆（hydrogen embrittlement）是指金属材料在冶炼，加工，热处理，酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象．从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低．在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断．氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：1. 在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹．2. 在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷．甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤．3. 在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆．金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格．氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近．金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中．在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域．由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断．另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展．还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展．4. 某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物．氢化物是一种脆性相组织，在外力作用下往往成为断裂源，从而导致脆性断裂．氢脆给人类利用金属带来了风险，因此研究氢脆的目的主要在于防止氢脆，由于氢脆的原因很多，而且人类的认识也不够透彻完整，所以现在还无法完全防止氢脆．目前防止氢脆的措施有以下几种：1. 避免过量氢带入--在金属的冶炼过程中降低相对湿度，对各种添加剂和钢锭模进行烘烤保持干燥．2. 去氢处理--减缓钢锭冷却速度使氢有足够的时间逸出，或把钢材放在真空炉中退火除氢．3. 钢中添加适当的合金元素，形成弥散分布的第二相，做为氢的不可逆陷阱，使得材料中的可活动氢的含量相对地减少，从而降低材料的氢脆倾向．4. 发展新的抗氢钢种，氢在体心立方晶体结构中的扩散速度比六角密堆结构或面心立方结构中的扩散速度高得多，所以抗氢钢常以具有面心立方结构的相为基，再加其他强化措施，可使其满足使用强度要求．5. 采用适当的防护措施--在酸洗或电镀时在酸液或电解液中添加缓蚀剂，使溶液中产生的大量氢原子在金属表面相互结合成氢分子直接从溶液中逸出，避免氢原子进入金属内部．此外，在构件外涂敷防腐层或在工作介质中施加保护电位，可避免构件与介质反应生成氢．一般在使用氧炔焰时产生氢脆的可能性比较小。
氢脆的概念、机理及应对措施详解
氢脆的概念、机理及应对措施详解一、氢脆的概念氢脆是指金属材料在冶炼、加工、热处理、酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象。
人们不仅在普通的钢材中发现氢脆现象，在不锈钢、铝合金、钛合金、镍基合金和锆合金中也都有此现象。
从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低。
在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断。
二、氢脆的机理氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：1、在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹。
2、在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷。
甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤。
3、在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆。
金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格。
氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近。
金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中。
在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域。
由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断。
另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展。
还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展。
4、某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物。
酸洗相关：氢脆的原理
关于氢脆问题
酸洗过程如果处理不当，常常会发生氢脆现象，又称为渗氢现象。
什么是氢脆？为什么会发生氢脆现象？
氢脆是指金属设备器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏，主要发生在碳钢和低合金钢中。
炼钢、焊接、电镀过程中就常常会出现氢脆，另外，酸洗也经常引起氢脆。
氢是质量最轻、直径最小的元素，因此它在钢、铜等金属中的扩散活化能比其它元素低得多，活性比较自由，即使在固态金属中，也能侵入或逸出。
酸洗过程中有大量的氢离子（H+），部分渗入扩散到金属基体内部，并夺取金属的自由电子形成氢原子。
这些氢原子会在金属（尤其是各种钢材）中的各种微观缺陷（位错、空位等）、不均匀的应力应变以及组织形态等部位发生聚集，并结合成分子，体积变大，生成了“氢气团”，产生很高的压力。
这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力，组成一个合力，当这合力超过金属的强度极限，就会在金属内部形成细小的裂纹，即氢脆现象。
氢脆一经产生，就消除不了，在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至突然开裂。
严重时会导致表面鼓包或皱折。
清达环保的韩泰清高工通过多年清洗实践经验发现：酸洗过程中若想尽量避免氢脆现象，可以在酸洗液中添加合适的缓蚀剂，如qd-8267多用酸洗缓蚀剂，这样可以有效减少渗氢数量。
1968年清达环保韩泰清高工做的氢鼓泡和氢脆裂纹实验图片。
氢脆的概念问题回答
氢脆的概念
氢脆是指在高强度应力下，钢材等金属材料中的氢原子会发生脆化现象，导致材料的强度和韧性急剧下降，甚至会发生断裂。
这种现象在
工业生产中经常出现，给生产和使用带来了很大的安全隐患。
氢脆的产生原因主要是由于氢原子在金属材料中的扩散和积聚。
在金
属材料的制造和使用过程中，氢原子会从外部环境中吸收并进入材料
内部，然后在材料中扩散和积聚。
当材料受到高强度应力时，氢原子
会聚集在材料的应力集中区域，导致材料的强度和韧性急剧下降，从
而引发氢脆现象。
为了避免氢脆现象的发生，工业生产中需要采取一系列的措施。
首先，需要在制造和使用金属材料时，尽可能减少氢原子的吸收和积聚。
其次，需要对金属材料进行适当的热处理，以促进氢原子的扩散和释放。
此外，还需要对金属材料进行严格的检测和监控，及时发现和处理氢
脆现象。
总之，氢脆是一种在工业生产中经常出现的现象，给生产和使用带来
了很大的安全隐患。
为了避免氢脆现象的发生，需要采取一系列的措施，包括减少氢原子的吸收和积聚、适当的热处理以及严格的检测和
监控。
只有这样，才能保证金属材料的强度和韧性，确保工业生产的安全和稳定。
氢脆知识
氢脆现象1、氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。
又称白氢脆现象点。
2 内氢脆在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢(10—6量级)在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。
在尚未出现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到200℃以上数小时，可使内氢减少)恢复钢材的性能。
因此内氢脆是可逆的。
3.热处理适合氢脆。
热处理的方法是将工件加热至某一温度，保温一段时间，缓冷，使氢随溶解度逐渐变小，逐渐析出。
加热会破坏镀层。
4.如何防治。
主要是将酸洗控制好。
首先，尽量缩短酸洗时间；其次加缓蚀剂，减少产氢量。
压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生氢脆现象元素很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。
造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。
或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。
它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。
腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。
介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。
温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。
钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。
氢脆的特征
氢脆的特征
氢脆是一种金属材料在加工或使用过程中出现的一种现象，通常表现为材料的脆性增加，易于出现裂纹和断裂。
氢脆现象主要是由于氢在金属中的扩散和聚集导致的，其中氢在金属中的扩散速度取决于材料的温度、压力、含氢量等多种因素。
氢脆现象对于工业生产和应用带来了很大的影响，尤其是对于高强度钢材、铝合金等材料的加工和使用。
为了减轻氢脆现象的影响，需要在生产和使用过程中采取一系列措施，如降低材料中的氢含量、采用合适的加工工艺和工艺参数、控制材料使用环境等。
除了对于工业生产和应用的影响外，氢脆现象还具有广泛的研究价值。
近年来，很多学者通过实验和理论分析，深入研究了氢脆现象的特征和机理，为制定更有效的措施和方法提供了理论支持。
同时，氢脆现象也被应用于材料性能测试和评估中，成为一种重要的检测手段。
总的来说，氢脆现象的特征和机理十分复杂，需要综合考虑多种因素。
未来，我们需要进一步深入研究氢脆现象，以提高材料的质量和可靠性，满足不断发展的工业和科技的需求。
- 1 -。
氢脆 压力
"氢脆"是指在高强度应力下，某些金属（如钢、铁等）在存在氢的环境中容易发生脆性破裂的现象。
这种现象被称为氢脆，也叫做氢致脆化、氢脆破裂等。
氢脆的产生是由于氢在金属晶格中的吸附和扩散引起的。
在高应力作用下，金属晶格中的氢会聚集并导致晶格变形，从而降低了金属的韧性和延展性，最终导致脆性破裂。
氢脆的发生与压力相关，高应力会加速氢的吸附和扩散，增加氢脆的风险。
因此，在高压力环境下，特别是高强度应力下的金属材料使用中，需要特别注意氢脆问题。
为了预防和减轻氢脆的发生，可以采取以下措施：
1.选择耐氢脆的材料：某些合金材料具有较好的抗氢脆性能，可以选择这些材料来替代容易发生氢脆的金属材料。
2.控制环境中的氢含量：减少或避免环境中的氢含量，可以减少氢脆的发生。
例如，在制造、加工和使用金属材料的过程中，要尽量避免与氢气接触。
3.控制应力：减少或避免高强度应力的作用，可以降低氢脆的风险。
例如，在材料的设计和使用过程中，要合理控制应力，避免超过材料的承载能力。
综上所述，氢脆是金属在高应力下在氢环境中容易发生脆性破裂的现象，与压力有一定关系。
为了预防和减轻氢脆的发生，需要选择耐氢脆的材料、控制环境中的氢含量和应力。
氢脆现象发生的条件
氢脆现象发生的条件氢脆现象是指在一些特定的情况下，多孔质的金属或合金材料在受到氢气的作用下出现脆裂现象。
这一现象首次在19世纪中叶被发现，至今仍然是一个备受研究和关注的问题。
了解氢脆现象发生的条件对于预防和控制氢脆脆断十分重要。
下面将详细介绍氢脆发生的条件。
一、氢源氢脆现象的发生需要外部供源的氢，可以来自环境中的氢气，也可以是工业过程中的氢气。
氢气溶解在金属的微观裂纹、间隙或内部缺陷中，引发了氢脆现象。
氢气主要通过介质中的溶解或扩散、电解质的腐蚀产生以及金属与酸性或碱性溶液发生反应产生。
二、金属结构金属的结构是影响氢脆现象的重要因素，包括晶界、相界、内部缺陷等。
晶界势必使金属表面形成一定的位错，从而在氢脆的发生中起到了一定的作用。
不同的金属晶界对氢的吸收和扩散的能力不同，晶界内的氢裂纹也更易发生。
相界是不同相之间的界面，一些相界能够促进氢原子的扩散，导致金属材料在氢气的作用下更容易发生脆断。
此外，金属材料中的缺陷如夹杂物、孔隙、裂纹等也会增加氢脆的发生几率。
三、应力条件应力是促使金属材料发生氢脆的一个重要条件。
外部的应力可以是静态的（如预应力、残余应力）也可以是动态的（如加载和松弛）。
这些应力会影响氢脆的发生。
应力会导致氢原子在金属材料中扩散，并集中在一些特定的区域，通过影响材料中的位错和晶界，加速了氢脆的发生。
四、温度条件温度也是影响氢脆现象的重要因素。
一般来说，在较高的温度下，金属材料的弹性和韧性较高，对氢脆的抵抗能力也相对较强。
而在较低的温度下，金属材料的韧性和塑性降低，更易发生氢脆。
此外，温度还会影响氢原子在金属内部的扩散速度，在一定的温度范围内，氢脆现象呈现明显的温度敏感性。
五、环境条件金属材料与外界环境的相互作用也会影响氢脆现象。
一般来说，酸性和碱性环境中的金属更容易发生氢脆，而在中性环境中的金属抵抗氢脆能力较强。
此外，湿度、氧含量等因素也会对金属材料的氢脆现象产生一定的影响。
总结：氢脆现象的发生需要满足多个条件，包括氢源、金属结构、应力条件、温度条件和环境条件。
10氢脆的原理是什么
十、氢脆的原理是什么?氢脆是一种氢元素进入金属基体，导致材料的力学性能降低从而在未达到许用条件情况下即发生失效断裂的现象。
氢脆常表现为冲击韧性降低和应力作用下金属材料的延迟断裂，往往因其不可预测性从而造成安全问题和经济损失。
金属材料中的氢来源分为内源氢和外源氢。
内源氢主要来源于金属冶炼过程，在冶炼过程中进入的水在高温状况下分解以及废钢表面附着的铁锈，都可引入内源氢。
外源氢一般来源于H、HS等气体与金属交互作用中产生的氢原子，由于氢原子尺寸很小，当其吸附在大多数金属表面时，在浓度差的驱动力下会扩散进金属基体。
氢原子渗人材料内部品格中，可在金属内部扩散，并聚集于金属内部的空穴、位错、第二相粒子和夹杂物等缺陷周围。
金属内部的氢可在一些缺陷处重新结合成H分子，并在金属内部形成强大的氢气压，造成金属内部裂纹的形成。
另外，氢也会聚集在裂纹尖端的塑性区，使裂纹扩展的阻力大大降低。
一般来说，钢强度越高，位错、空穴、第二相等缺陷数量就越多，越容易受到氢脆的响。
氢脆发生的机理主要包括高压氢气理论、晶格脆性理论、位钱理论等多种理论。
氢脆可能会导致一些突发性的事故，造成经济财产损失，危及生命安全，是氢能产业实现安全生产重要的隐患之一。
在氢能产业中，储氢容器、输氢管道、氢压缩机、接触氢气的管件等均可能产生氢脆现象，从而造成危险。
尤其是高压钢制容器、高压长输管道及相关管件一般选择高强度钢，而钢强度越高，越容易发生氢脆风险，对容器和管道的寿命影响越大。
氢脆只能预防，氢一旦进入金属材料内部，造成材料的性能损伤不可避免。
避免氢脆发生的一种办法是采用不易发生氢脆的材料，比如采用塑料作为储氢容器内胆，采用不易产生氢脆的低强度钢材作为低压输氢管道的材料。
采用阻氢涂层或者进行材料组织改良也是防止氢脆的技术手段。
核工业中，已通过阻氢涂层作为氢扩散进基体的屏障，来防止零件因氢脆失效。
在石油行业里，一般通过热处理等工艺制备X系列管线钢等氢脆敏感低的钢材。
第六章-氢脆
当金属中存在固溶的氢时，氢原子能使原子的键合力下降，这样金属发 生断裂所需要的外力下降，则局部应力集中所需的临界应力从没有氢脆时的 σc下降到σcH，或应力强度因子KIC从下降到KIH 。
第6章 氢脆
6.2 氢脆的机理
第6章 氢脆
6.1 氢脆现象与分类
6.1.5 氢的来源
1）冶金过程
在冶炼过程中，原料中所含的水分及炉气 中水分在高温下分解，分解的氢进入液态金属。
在冷却过程中，这些氢不能及时排出来， 在金属中聚集并结合，变成氢气泡残留在金属 及合金中。
如果将试样拉断，通常在断口上观察到如鱼目状的一种白色圆形斑点。 俗称“白点”，直径约为0.5-3mm，白点中心含有微细气孔或杂质物，对塑 性韧性有较大影响。 降低冶炼过程中的氢量是防止白点的有效措施。采用低氢冶炼工艺或炉
第6章 氢脆
6.2 氢脆的机理
6.2.4 晶格弱化机制
3）解释现象
按照氢脆的定义，它是氢进入材料内部而引起材料的塑性下降的现
象。对一些氢脆过程，如果金属的断裂应力或断裂的临界应力强度因子 下降，均可用晶格弱化机制。如高韧性钢在预充氢后进行缓慢的拉伸， 或在含氢溶液中的缓慢拉伸，后者通常称为动态充氢，是缓慢增长的应 力和充氢同时作用。
由降低到σcH ，或应力强度因子KIC从下降到KIH
cH
[
2E H (1 2
)a
]1/
2
KIH
[
2E H (1 2
)
]1/
2
6.2 氢脆的机理
6.2.3 吸附机制
第6章 氢脆
对金属材料来说，断裂时裂纹尖端存在塑性变形，断裂吸收塑性变形
氢脆实验目的
氢脆实验目的引言：氢脆是指钢材在高温下与氢气接触后产生的脆性现象。
该现象对于工业生产中的钢材使用具有重要意义，因为它可能导致材料的断裂和失效。
因此，研究氢脆的形成机制和防止措施对于提高钢材的可靠性和安全性具有重要意义。
本实验旨在探究氢脆的形成原因，并通过一系列实验验证不同因素对氢脆的影响。
实验一：氢脆的形成机制氢脆的形成机制主要包括氢的吸附、扩散和聚集等过程。
为了研究这些过程，我们可以采用一种常用的实验方法，即在不同温度下，使钢材与氢气接触一定时间，然后测试其脆性。
通过对比不同条件下的钢材脆性表现，可以推断出氢脆的形成机制。
实验二：温度对氢脆的影响为了研究温度对氢脆的影响，我们可以选择一种合适的钢材样品，将其暴露在不同温度下的氢气环境中，然后进行拉伸试验。
通过测量样品的断裂伸长率和断口形貌，可以评估钢材在不同温度下的脆性程度。
实验结果将为我们提供温度对氢脆的影响规律。
实验三：应力对氢脆的影响应力是另一个可能影响氢脆的因素。
为了研究应力对氢脆的影响，我们可以选择一种合适的钢材样品，施加不同的应力后将其暴露在氢气环境中，然后进行拉伸试验。
通过比较不同应力下的样品断裂伸长率和断口形貌，可以评估应力对氢脆的影响程度。
实验四：材料成分对氢脆的影响钢材的成分也是可能影响氢脆的因素之一。
为了研究材料成分对氢脆的影响，我们可以选择不同成分的钢材样品，将其暴露在相同条件下的氢气环境中，然后进行拉伸试验。
通过比较不同成分钢材的断裂伸长率和断口形貌，可以评估材料成分对氢脆的影响程度。
实验五：氢脆的防止措施在实际生产中，为了避免氢脆对钢材的影响，人们采取了一系列防止措施。
例如，在制造和使用过程中，可以通过控制温度、减少应力、选择合适的材料成分等方式来预防氢脆的发生。
我们可以通过实验验证这些措施的有效性，并总结出一些实用的防止氢脆的方法。
结论：通过以上一系列实验，我们可以深入了解氢脆的形成机制和影响因素，并探索有效的防止措施。
氢脆发生条件
氢脆发生条件氢脆是一种金属结构材料的破裂现象，主要发生在高强度钢、铝合金等金属材料中。
其原因是氢与金属的相互作用导致金属内部产生大量氢气聚集，从而引起脆性断裂。
氢脆的发生条件首先是存在大量氢源。
氢源可以来自多个方面，比如金属的制备工艺中使用了含氢溶液或含氢气体，或者金属在使用过程中接触了含氢化合物等。
这些氢源通过金属的表面渗透到内部，与金属内部的组织结构相互作用形成氢气团聚。
其次，金属的本身结构也是影响氢脆发生的因素之一。
金属的晶格结构、晶界和位错等缺陷都会对氢的扩散和团聚起到促进作用。
高强度金属由于其晶界和位错数量较多，所以更容易发生氢脆。
此外，温度也对氢脆的发生起到重要作用。
一般情况下，氢脆发生的温度范围较窄，一般在常温到中温之间。
当金属处于这个温度范围内时，氢的扩散速度显著增加，有利于氢气的聚集，从而导致氢脆发生。
了解了氢脆的发生条件后，我们可以采取一些预防措施来防止氢脆的发生。
首先，要加强金属材料的设计和制造过程的质量控制，避免在金属表面残留含氢介质，以及降低金属与含氢介质的接触时间。
其次，选择合适的材料来替代高强度钢等容易发生氢脆的金属材料。
比如可采用耐氢脆性能更好的铜合金、不锈钢等。
另外，控制金属材料的工作温度也能够减少氢脆的发生。
当然，在使用金属材料时，还应定期进行材料的检测与维护，及时发现并处理可能的氢脆问题，确保材料的安全使用。
总之，氢脆是一种金属结构材料的破裂现象，其发生与氢源、金属结构和温度等因素密切相关。
了解氢脆的发生条件，我们可以采取相应的预防措施来降低氢脆的发生概率，保障金属材料的安全使用。
氢脆现象解释
氢脆现象解释
氢脆现象是指在高强度金属中，如钢和铁合金中，当金属在加工过程中或在使用过程中接触到氢气时，会出现脆性破裂现象。
氢脆的主要解释有三个方面：
1. 氢渗透：氢气在金属中运动并渗透进入金属晶粒中，会导致晶粒边界处的氢浓度升高。
当氢浓度超过金属破裂强度的临界值时，氢在晶粒内部形成气泡，增加了晶体的内部应力和负面应力。
这使得金属变得脆弱，容易发生脆性断裂。
2. 氢吸收：金属表面与氢气发生反应，形成金属与氢的化合物，这种化合物可被金属晶界吸收。
当晶界吸收了大量氢时，会导致晶界的强度减弱，从而引发氢脆现象。
3. 奥氏体转变：某些钢和铁合金的冷加工或焊接过程中会发生奥氏体亚晶的形成。
在奥氏体亚晶中，氢原子可以通过间隙位错或溶质排斥的机制嵌入金属晶体中，从而导致亚晶区域的氢浓度升高。
当氢浓度超过亚晶区的承受能力时，亚晶很容易发生断裂。
为了减少氢脆现象，可以采取以下措施：
1. 预处理：在金属加工或焊接之前，可以对金属进行退火或热处理，以减少在金属中的氢含量。
2. 控制加工条件：在金属加工过程中，控制加工速度、温度和
应变速率，以减少金属中的氢渗透和吸收。
3. 添加抑制剂：在金属中添加特定的元素，如钼、钛、铝等，可以减少氢对金属的吸收和渗透。
4. 使用防脆剂：在金属表面形成一层防脆剂涂层，可以减少金属与氢气的接触，从而减少氢脆现象的发生。
总之，氢脆现象是金属与氢气相互作用的结果，通过控制氢含量和加工条件，以及采取防护措施，可以减少或避免氢脆现象的发生。
氢脆
氢脆氢脆（hydrogen embrittlement）是指金属材料在冶炼、加工、热处理、酸洗和电镀等过程中，或在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，发生脆断的现象．人们不仅在普通的钢材中发现氢脆现象，在不锈钢、铝合金、钛合金、镍基合金和锆合金中也都有此现象．从机械性能上看，氢脆有以下表现：氢对金属材料的屈服强度和极限强度影响不大，但使延伸率是断面收缩率严重下降，疲劳寿命明显缩短，冲击韧性值显著降低。
在低于断裂强度拉伸应力的持续作用下，材料经过一段时期后会突然脆断。
氢脆的机理氢脆的机理学术界还有争议，但大多数学者认为以下几种效应是氢脆发生的主要原因：•在金属凝固的过程中，溶入其中的氢没能及时释放出来，向金属中缺陷附近扩散，到室温时原子氢在缺陷处结合成分子氢并不断聚集，从而产生巨大的内压力，使金属发生裂纹．•在石油工业的加氢裂解炉里，工作温度为300-500度，氢气压力高达几十个到上百个大气压力，这时氢可渗入钢中与碳发生化学反应生成甲烷．甲烷气泡可在钢中夹杂物或晶界等场所成核，长大，并产生高压导致钢材损伤．•在应力作用下，固溶在金属中的氢也可能引起氢脆．金属中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格．氢原子一般处于金属原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近．金属材料所外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中．在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域．由于氢和金属原子之间的交互作用使金属原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断．另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展．还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展．•某些金属与氢有较大的亲和力，过饱和氢与这种金属原子易结合生成氢化物，或在外力作用下应力集中区聚集的高浓度的氢与该种金属原子结合生成氢化物．氢化物是一种脆性相组织，在外力作用下往往成为断裂源，从而导致脆性断裂．如何防止氢脆氢脆给人类利用金属带来了风险，因此研究氢脆的目的主要在于防止氢脆，由于氢脆的原因很多，而且人类的认识也不够透彻完整，所以现在还无法完全防止氢脆．目前防止氢脆的措施有以下几种：•避免过量氢带入--在金属的冶炼过程中降低相对湿度，对各种添加剂和钢锭模进行烘烤保持干燥．•去氢处理--减缓钢锭冷却速度使氢有足够的时间逸出，或把钢材放在真空炉中退火除氢．•钢中添加适当的合金元素，形成弥散分布的第二相，做为氢的不可逆陷阱，使得材料中的可活动氢的含量相对地减少，从而降低材料的氢脆倾向．•发展新的抗氢钢种，氢在体心立方晶体结构中的扩散速度比六角密堆结构或面心立方结构中的扩散速度高得多，所以抗氢钢常以具有面心立方结构的相为基，再加其他强化措施，可使其满足使用强度要求．•采用适当的防护措施--在酸洗或电镀时在酸液或电解液中添加缓蚀剂，使溶液中产生的大量氢原子在金属表面相互结合成氢分子直接从溶液中逸出，避免氢原子进入金属内部．•此外，在构件外涂敷防腐层或在工作介质中施加保护电位，可避免构件与介质反应生成氢．。
氢脆检验方法
氢脆检验方法
氢脆是钢材在制造和加工过程中出现的一种现象，即在材料内部形成氢气脆化的现象，导致材料的脆性增加。
为了检测材料是否存在氢脆问题，常用的氢脆检验方法有以下几种：
1.拉伸试验：将待检测的材料样品进行拉伸断裂试验，观察断
裂表面是否存在明显的氢脆现象。
2.氢脆敏感性试验：将待检测材料样品置于高浓度的氢气环境中，通过观察材料的裂纹扩展速率、断裂延性等参数来判断材料的氢脆敏感性。
3.氢脆腐蚀试验：将待检测材料样品暴露在含有氯化氢等腐蚀
性介质中，通过观察材料的腐蚀情况和裂纹产生情况来判断材料的氢脆程度。
4.金相显微镜观察：将待检测的材料样品进行金相显微镜观察，通过观察组织结构、晶粒大小和形态等参数来判断材料是否存在氢脆问题。
以上是一些常用的氢脆检验方法，具体的选择和操作参数需要根据实际情况来确定。
为了准确判断材料的氢脆程度，通常需要综合运用多种方法进行检验。
氢脆
氢脆(或称氢损伤概念压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。
氢的来源1）可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。
2）设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；3）使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征1）表现在微观组织上。
它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。
2）宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。
介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。
温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。
3）钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。
4）一些没有基本技术要求的钢材在高温（例如焊接）条件下就容易产生氢脆。
例如Q235牌号的钢在焊接过程中，虽然焊接看起来很容易、很好，但是钢铁本身已经溢出了有害的氢破坏了钢铁的结晶组织，使得钢铁在这里变得脆弱，容易断裂，大大降低了钢铁在这个部位的强度5）氢脆是指，高强度钢在富氢环境（液体、气氛）中进行处理时，氢原子会向钢基体中渗透，使高强度钢出现塑性和韧性降低，甚至脆裂的现象称为氢脆。
如弹簧件电镀时，在除油、浸蚀、电镀工序中，均易发生基体或镀层渗氢。
其后果轻者镀层鼓泡、脱皮; 重者产生氢脆导致弹簧断裂避免氢脆的措施1）钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生2）出现氢脆的工件通过除氢处理（如加热等）也能消除氢脆；如电镀件的去氢都在200～240度的温度下，加热2～4小时可将绝大部分氢去除3）利用正火、时效等方法可进行去氢处理。
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什么是氢脆现象？
那位高人能给解释一下啊
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大漠孤星(2009-3-01 21:57:47)
压力容器的氢脆是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。
造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。
或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。
它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。
腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。
介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。
温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。
钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。
zhangyong6404 (2009-3-01 23:23:51)
氢脆是金属材料在氢与应力的联合作用下产生的破坏现象.它使材料突然脆断造成严重的事故。
songgaojie_610 (2009-3-02 00:32:47)
针对于合金钢而言，由于晶构内进入氢，而产生的一种金属变翠的现象。
它对合金的破坏是致命的！！是毁灭性的！！
最终幻想(2009-3-02 13:06:33)
楼主到这里看看有没有您需要的。
/search.php? ... mp;searchsubmit=yes
hljrjh (2009-3-02 13:16:07)
1、氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。
又称白点。
2 内氢脆
在材料的冶炼过程和零件的制造与装配过程(如电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢(10—6量级)
在内部残余的或外加的应力作用下导致材料脆化甚至开裂。
在尚未出现开裂的情况下可以通过脱氢处理(例如加热到200℃以上数小时，可使内氢减少)恢复钢材的性能。
因此内氢脆是可逆的。
3.热处理对于你不适合。
热处理的方法是将工件加热至某一温度，保温一段时间，缓冷，使氢随溶解度逐渐变小，逐渐析出。
加热会破坏镀层。
4.如何防治。
你的情况主要是酸洗控制不好。
首先，尽量缩短酸洗时间；其次加缓蚀剂，减少产氢量。
压力容器的氢脆(或称氢损伤)是指它的器壁受到氢的侵蚀，造成材料塑性和强度降低，并因此而导致的开裂或延迟性的脆性破坏。
高温高压的氢对钢的损伤主要是因为氢以原子状态渗入金属内，并在金属内部再结合成分子，产生很高的压力，严重时会导致表面鼓包或皱折；氢与钢中的碳结合，使钢脱碳，或使钢中的硫化物与氧化物还原。
造成压力容器氢脆破坏的氢，可以是设备中原来就存在的，例如，炼钢、焊接过程中的湿气在高温下被还原而生成氢，并溶解在液体金属中。
或设备在电镀或酸洗时，钢表面被吸附的氢原子过饱和，使氢渗入钢中；也可以是使用后由介质中吸收进入的，例如在石油、化工容器中，就有许多介质中含氢或含混有硫化氢的杂质。
钢发生氢脆的特征主要表现在微观组织上。
它的腐蚀面常可见到钢的脱碳铁素体，氢脆层有沿着晶界扩展的腐蚀裂纹。
腐蚀特别严重的容器，宏观上可以发现氢脆所产生的鼓包。
介质中含氢(或硫化氢)的容器是否会发生氢脆，主要决定于操作温度、氢的分压、作用时间和钢的化学成分。
温度越高、氢分压越突，碳钢的氢脆层就越深，发生氢脆破裂的时间也越短，其中温度尤其是重要因素。
钢的含碳量越高，在相同的温度和压力条件下，氢脆的倾向越严重。
钢中添有铬、钛、钒等元素，可以阻止氢脆的产生。
出现氢脆的工件通过除氢处理（如加热等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
如电镀件的去氢都在200～240度的温度下，加热2～4小时可将绝大部分氢去除。
氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀，但当温度超过300℃和压力高于30MPa时，会产生氢脆这种腐蚀缺陷，尤其是在高温条件下。
如合成氨生产过程中的脱硫塔、变换塔、氨合成塔；炼油过程中的一些加氢反应装置；石油化工生产过程中的甲醇合成塔等。