氫腐蝕，也稱作氫 attack，是在高溫、高壓的氫氣環境中，鋼暴露于其中時發生的腐蝕現象。在此條件下，氫原子會滲入鋼的表面或內部并與不穩定碳化物反應生成甲烷，導致鋼脫碳并使其機械強度遭受永久性損害。產生的甲烷在鋼內部積聚形成的局部高壓可能導致嚴重的鼓包和開裂。
影響因素
氫腐蝕的發生與多種因素有關，其中包括鋼本身的特性以及加工和使用條件。鋼中含有較高碳含量的碳鋼，其抗氫腐蝕性能隨著碳含量的增加而下降。相比之下，含有少量鈦、鈮、釩、鉬等元素的低合金鋼具有更好的抗氫腐蝕能力。此外，冶煉過程中未及時逸出的氫、焊接過程中分解出的氫以及設備運行期間工作介質中的氫都可能成為氫腐蝕的誘因。
發生機制
氫腐蝕可分為兩個階段：氫脆階段和氫浸蝕階段。在氫脆階段，鋼內部吸附的氫尚未與鋼的成分發生化學變化，也不會改變鋼的組織狀態，只會使鋼變脆且韌性降低。而在氫浸蝕階段，氫與鋼中不穩定的碳化物反應生成甲烷，導致鋼脫碳、鼓包、開裂，最終顯著降低鋼的強度和韌性。
類型
氫腐蝕可分為氫鼓包、氫脆和氫蝕三類。氫鼓包指氫原子擴散至鋼內并在空穴處結合成氫分子，但由于氫分子難以擴散，會在鋼內積聚形成巨大內壓，引發表面鼓包甚至破裂。氫脆則是指在高強度鋼中，氫原子進入金屬后使晶格應變增大，從而降低韌性和延性，引起脆化。氫蝕則是在高溫高壓環境下，氫進入金屬內與一種組分或元素產生化學反應，導致金屬破壞。
預防措施
針對不同類型的氫腐蝕，有不同的預防措施。對于氫鼓包，可以通過消除有毒介質、選用空穴較少的鎮靜鋼或對氫滲透較低的奧氏體不銹鋼來預防。氫脆可通過選用對氫脆不敏感的材料，如含Ni、Mo的合金鋼，并在制造過程中減少氫的產生來預防。氫蝕則建議選用抗氫鋼，如16MnR（HIC）、15CrMoR等，這些鋼種中的鉻和鉬能夠形成穩定的碳化物，減少氫與碳結合的機會，避免甲烷氣體的產生。
參考資料 >
高溫氫腐蝕，氫脆腐蝕有什么異同點?.高溫氫腐蝕，氫脆腐蝕有什么異同點?.2024-10-30
金屬的腐蝕與防護.人人文庫.2024-10-30
百度教育.百度教育.2024-10-30