氫脆的研究由來已久，各國學者對其在各種環(huán)境下的產(chǎn)生原理及過程有著廣泛而深入的探索。J.Woodtli等學者研究了氫脆現(xiàn)象和應力腐蝕開裂現(xiàn)象的特征及破壞作用；M.V.Biezma等學者探討了氫在微生物腐蝕環(huán)境下對于應力腐蝕開裂過程的影響，結(jié)果表明在此環(huán)境下，氫脆和應力腐蝕使材料力學性能的下降，并且兩者之間有協(xié)同作用；R.A.Oriani等學者在氫的作用導致材料性能降低方面進行了研究，實驗重點考察了吸收和解吸作用對氫滲透電流的影響，建立了一種新型的氫滲透數(shù)據(jù)處理模型。

  隨著氫脆理論的完善，很多學者將理論與實際結(jié)合起來，在工程應用中探討氫脆現(xiàn)象的發(fā)生機理。在石油化工行業(yè)中，氫致開裂事故在設(shè)備及管道中時有發(fā)生，氫致開裂屬于低應力脆性破壞的一種，斷裂前很少出現(xiàn)宏觀上的塑性變形，發(fā)生時往往沒有征兆，而生產(chǎn)過程中的物料多具有腐蝕性質(zhì)，因此學者們將主要研究方向放在了設(shè)備管線內(nèi)部介質(zhì)對鋼材的氫脆機理上。例如，盧志明等學者研究了含有硫化氫的介質(zhì)對于16MnR鋼的應力腐蝕斷裂敏感性。

  在大氣腐蝕方面，學者們主要研究了大氣腐蝕中陰極過程的氧還原對于鋼材的腐蝕，卻忽略了氫的還原，所以關(guān)于大氣環(huán)境中的氫脆現(xiàn)象的研究并不多見。室內(nèi)實驗證實，用蒸餾水濕潤過的鋼材試樣表面可以檢測出明顯的氫滲透電流，這說明氫滲透現(xiàn)象是普遍存在的；張大磊等人研究了濕度對熱鍍鋅鋼材在海洋大氣環(huán)境中氫脆敏感性的影響，結(jié)果表明相對濕度在70%以上時，氫滲透電流隨著濕度的增加而增大，氫脆敏感性提高。由此可見，海洋大氣環(huán)境中鋼材的氫致敏感斷裂問題不容忽視。

  由氫和應力的共同作用導致的金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象，稱為氫致開裂，簡稱氫脆。近年來，應力腐蝕的吸氫脆變理論引起了部分科技工作者的關(guān)注。該理論認為由于腐蝕的陰極反應產(chǎn)生氫，氫原子擴散到裂縫尖端金屬內(nèi)部，金屬材料在拉應力作用下脆斷。在腐蝕很強的海洋環(huán)境中，在金屬表面容易發(fā)生陰極析氫反應，造成氫在鋼鐵表面的吸附及向內(nèi)部的擴散，由于氫原子很小，很容易在金屬的晶格中移動，使鋼鐵結(jié)構(gòu)脆變，同時在交變載荷作用下，鋼鐵結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生由氫脆造成的斷裂，危害巨大。

  氫致開裂是重要的應力腐蝕機理之一。氫致開裂是原子氫在合金晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲入和擴散所導致的脆性斷裂的現(xiàn)象，有時又稱為氫脆或氫損傷。嚴格來說，氫脆主要涉及金屬韌性的降低，而氫損傷除涉及韌性降低和開裂外，還包括金屬材料其他物理性能或化學性能的下降，因此含義更為廣泛。

1. 氫的來源

  氫的來源可分為內(nèi)氫和外氫兩種。內(nèi)氫是指材料在使用前內(nèi)部就已經(jīng)存在的氫，主要是在冶煉、熱處理、酸洗、電鍍、焊接等過程中吸收的氫。外氫或環(huán)境氫是指材料在使用過程中與含氫介質(zhì)接觸或進行陰極析氫反應吸收的氫。

2. 氫的傳輸

  氫的傳輸有兩種方式：一是擴散，金屬中存在氫的濃度梯度或應力梯度時就會導致氫的擴散。當金屬中存在氫的濃度梯度時，氫將從濃度高的地方向濃度低的地方擴散。在穩(wěn)態(tài)條件下，擴散遵從菲克定律。在常溫下，由于氫陷阱的存在，對氫在金屬中的擴散行為影響較大；在高溫下，影響較小。二是位錯遷移，位錯是一種特殊的氫陷阱。位錯不僅能將氫原子捕獲在其周圍，形成科氏氣團，而且由于氫在金屬中擴散快，在位錯運動時氫氣團還能夠跟上位錯一起運動，即位錯能夠遷移氫。當運動的位錯遇到與氫結(jié)合能更大的不可逆陷阱時，氫將被“傾倒”在這些陷阱處。

3. 氫的存在形式

 在金屬中，氫的存在形式有很多種；①. H^-、H、H⁺,氫可以H^-、H、H⁺的形式固溶在金屬中；②. 氫分子，當金屬中的氫含量超過溶解度時，氫原子往往在金屬的缺陷（孔洞、裂紋、晶間等）聚集形成氫分子；③. 氫化物，氫在V、Ti、Zr等IVB或VB族金屬中的溶解度較大，但超過溶解度后會形成TiH4,Ni也可以形成氫化物；④. 氣團，氫與位錯結(jié)合形成氣團，可看作是一種相。