氢致开裂

氢致开裂

‌氢致开裂（Hydrogen-induced cracking，简称HIC）是一种材料科学领域的现象，主要发生在金属材料在含氢的环境中，如‌硫化氢的水溶液中。在这个过程中，氢原子通过电化学腐蚀过程进入金属材料的内部，导致产生阶梯型裂纹，这些裂纹的生长发育最终导致金属材料（如‌管道钢）发生开裂。‌氢致开裂的形成机理主要包括以下几个方面：氢原子尺寸小，容易进入金属的晶格空隙中，并在其中扩散，与基体发生物理化学作用，从而降低金属基体的机械性能。氢的来源可以是内部的，如在加工过程中残留的氢，也可以是外部环境的，如潮湿环境中的氢渗入。氢致开裂通常发生在酸性环境中，如石油和‌天然气输送过程中，硫化氢对输送管线的应力腐蚀占很大比重。预防措施包括：在特殊条件下使用的钢材或零件必须进行除氢处理，例如通过加热处理将氢从零件内部赶出去。选择适当的原材料、加工工艺，并采用严格的预防措施，以减少氢的引入和聚集。氢致开裂的研究对于保证工程材料的安全性和可靠性至关重要，特别是在石油、天然气、航空等行业中，防止由氢致开裂引起的材料破坏是保障安全和效率的关键环节。‌