什么是吸氫與氫脆？有哪些特點和規律？

  鈦是一個活性很強的金屬，非常容易吸氫，當氫含量達到0. 008%~0. 015%時，利用金相顯微鏡就可以觀察到針狀氫化物相析出。隨著氫含量進一步提高，氫化物的數量增加，體積增大。鈦的吸氫形成氫化物導致腐蝕破壞的情況大致有以下幾種情況：

（1)如果氫的擴散速度較慢，氫化物主要集中在鈦表面，則表面氫化物發生脆性剝落從而引起腐蝕加快；

（2)氫在應力作用下擴散到應力場集中的位置形成氫化物，由于內部微裂紋在應力作用下的擴散貫通，形成氫致開裂：

（3)鈦基體全面大量吸氫，導致鈦材的氫脆破壞。

鈦的氫脆具有如下特點和規律：

（1)鈦的氫脆破壞屬于氫化物型氫脆破壞，氫化物型氫脆的特點是在高速變形下才出現脆性斷裂，而在低速變形時，一般不出現氫脆敏感性。當鈦中氫含量高于0. 03%時才會影響斷面收縮率，而氫含量低于0. 05%時，拉伸強度、屈服強度和延伸率基本不變。這表明常規力學性能對于判斷鈦的氫脆是不敏感的。

（2)鈦被鐵器擦傷和污染的位置，由于鈦的表面鑲嵌了鐵的微粒，常常是點腐蝕的引發點，又是氫進人的突破口。而固溶在鈦中的雜質鐵，甚至作為第二相存在富鐵相，對于點腐蝕或吸氫和氫脆都不敏感。

（3)鈦的氫脆敏感性與點腐蝕一樣，表面預處理狀態的影響很大。陽極氧化或熱氧化的表面抗吸氫和氫脆的能力最強，酸洗（硝酸加氫氟酸）或退火的表面次之，機械磨光或機械噴砂的表面抗吸氫和氫脆的能力最差。這表明處于活性狀態的鈦總是容易吸氫的，鈦表面完整的氧化膜是阻止吸氫從而防止氫脆的有效屏障。

（4)鈦的吸氫通常通過下列途徑發生：（a)高溫（＞300℃)的氫氣氛或含氫氣氛；（b)縫隙腐蝕或還原性無機酸腐蝕時產生的初生態氫；（c)電偶腐蝕或陰極保護時產生的氫；（d)海水電解中鈦處于陰極狀態（電位＜0. 70V).為此，為了確保鈦不吸氫，應將鈦在海水中的電位控制在－0. 70V以上。

（5)鈦的氫脆環境可以是氫氣氛或者電解過程中初生態氫，前者為分子氫（即氫氣），后者是初生態的原子氫，因此具有更強的化學活性，更容易被鈦吸收。在鈦腐蝕過程中產生的氫，或者電絮時處于陰極狀態產生的氫就是初生的原子態氫。

（6)氫氣氛中的水含量對于鈦的吸氫量影響很大。鈦在干的氫氣氛中吸氫最強，添加一定量的水顯著降低吸氫量。一般說來，氫氣氛中含水量達到2%(質量分數）時，阻抑吸氫的效果已相當明顯，這個規律與干氯氣中水含量對于著火的影響是對應的。

（7)在pH值位于3~12范圍中，鈦的氧化膜是穩定的，它是氫滲透的有效屏障。在上述pH值范圍內，短期陰極充氫試驗沒有發現吸氫現象。如果pH值在上述范圍之外，預計氧化膜是不穩定的，因此保護作用很弱，氧化膜保護性的缺損有利于氫進入鈦基體。長期試驗表明，在中性鹽水中，陰極電位低于－0. 7V時能夠引起氫吸收。在非常大的陰極電流密度下（電極電位比－1. 0V SCE更負），可以加速氫吸收并最終導致室溫下的氫脆現象。