氢脆（Hydrogen Embrittlement）是一种由于氢的渗入和积聚导致金属材料强度和韧性降低的现象。这种现象通常发生在高强度钢、钛合金和某些其他金属合金中，特别是在材料受到拉应力或疲劳应力的情况下。
氢脆的主要机制如下：
- 氢的来源：氢可以通过多种途径进入金属材料，包括酸洗、电镀、焊接过程中的氢气侵入，或者在腐蚀环境中氢气的生成。
- 氢的渗透：氢原子很小，可以扩散进入金属晶格，特别是在高温高压下氢的扩散速度更快。
- 氢的积聚：氢原子在金属内部的微裂纹、缺陷和晶界处聚集，形成高压区域。这些氢气分子或原子可能与金属发生反应，形成氢化物，或者在裂纹尖端施加应力，促进裂纹扩展。
- 材料性能的劣化：氢的存在会改变材料的微观结构，降低其延展性和韧性，使其在应力作用下更容易开裂和破碎。这种劣化特别危险，因为它通常在材料外观上没有明显变化，但内部已经发生了严重的损伤。
预防措施：
- 材料选择：选用对氢脆不敏感的材料，如奥氏体不锈钢。
- 制造工艺改进：在电镀和焊接过程中，尽量减少氢的引入。可以通过适当的热处理去除氢。
- 环境控制：避免材料在含氢的腐蚀环境中使用，或采取有效的防腐措施。
- 表面处理：采用防护涂层或其它表面处理方法，减少氢的渗透。
了解和预防氢脆对延长金属构件使用寿命和确保其安全性至关重要。