微觀組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。由于氫(qing)(qing)在不(bu)同(tong)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)速度(du)和(he)(he)儲存能力不(bu)同(tong)，因此，材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微觀組(zu)(zu)(zu)織(zhi)對延(yan)遲(chi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響很大。從金相組(zu)(zu)(zu)織(zhi)上講，相比于奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)和(he)(he)全珠光體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)，鐵素體(ti)(ti)—馬氏(shi)體(ti)(ti)和(he)(he)單一(yi)馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)鋼材具有(you)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)致延(yan)遲(chi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)。此外，相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力水(shui)平下，加工誘發馬氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量越(yue)(yue)高(gao)，延(yan)遲(chi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)越(yue)(yue)大；在相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)水(shui)平下，含Mo的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫回火(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)，比普(pu)通(tong)回火(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極限擴散(san)氫(qing)(qing)含量高(gao)，延(yan)遲(chi)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)降低。同(tong)時，材料微觀組(zu)(zu)(zu)織(zhi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻性(xing)(xing)，如(ru)晶(jing)(jing)界、相界等，由于原子錯排和(he)(he)局部(bu)應(ying)力場的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在，會(hui)成(cheng)為(wei)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)捕獲陷阱(jing)或氫(qing)(qing)快速傳輸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)道，從而影(ying)響材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)致延(yan)遲(chi)開裂(lie)(lie)(lie)行(xing)為(wei)。此外，降低晶(jing)(jing)粒尺寸，晶(jing)(jing)界處(chu)吸附的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)含量減少(shao)，也有(you)利于改善材料沿晶(jing)(jing)界開裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing)(xing)。
加工缺陷的影響。高強度耐磨板的加工(gong)會(hui)經歷彎(wan)曲、拉拔、冷軋等(deng)工(gong)藝，不同的加工(gong)方式會(hui)在(zai)材料(liao)上留下微孔、微裂(lie)紋和(he)位錯等(deng)缺陷(xian)，這些缺陷(xian)位置會(hui)成(cheng)為氫的捕(bu)獲陷(xian)阱或者提供氫原子快速傳輸的通道，在(zai)外力作(zuo)用下還會(hui)在(zai)缺陷(xian)位置形成(cheng)應力集中，它(ta)們會(hui)對(dui)材料(liao)的氫致延遲(chi)開(kai)裂(lie)行(xing)為產生較大的影響。
受力狀態的影響。一方面，金屬構件在服役過程中會受到各種外力的作用；另一方面，材料本身也會因為不同的加工成型過程而產生不同的殘余應變狀態。高強度耐磨板的(de)主要成型(xing)工藝(yi)有(you)折彎、擴(kuo)孔(kong)和(he)翻(fan)邊、淺拉伸等，這些(xie)加工殘余應變(bian)的(de)存在會促進延遲斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)發生(sheng)(sheng)。最新研(yan)究認為，加工過(guo)程中產生(sheng)(sheng)的(de)殘余應變(bian)是外加應力和(he)材(cai)料中的(de)可擴(kuo)散(san)氫含量(liang)(liang)之(zhi)外的(de)第(di)三大導致高強度耐磨(mo)板延遲斷(duan)(duan)裂(lie)失效行(xing)為發生(sheng)(sheng)的(de)重要因(yin)素，氫致延遲斷(duan)(duan)裂(lie)行(xing)為發生(sheng)(sheng)的(de)敏感區處(chu)于高外加應力、高應變(bian)和(he)高濃(nong)度擴(kuo)散(san)氫含量(liang)(liang)的(de)重合(he)區。
環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)影響(xiang)。環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)主(zhu)(zhu)要是(shi)會影響(xiang)氫(qing)(qing)(qing)向金屬材(cai)料內(nei)部(bu)(bu)的(de)滲透。金屬在(zai)(zai)各(ge)種致氫(qing)(qing)(qing)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)中(zhong)(zhong)，如(ru)氫(qing)(qing)(qing)氣、H2S氣體和水(shui)(shui)溶(rong)液、水(shui)(shui)介質、丙酮等有機(ji)溶(rong)液中(zhong)(zhong)，氫(qing)(qing)(qing)致延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)敏感性(xing)會大大增(zeng)加。根(gen)據環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)中(zhong)(zhong)氫(qing)(qing)(qing)來源的(de)不同，高強(qiang)度(du)耐磨板(ban)的(de)氫(qing)(qing)(qing)致延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)行為(wei)主(zhu)(zhu)要分(fen)為(wei)以下兩(liang)類(lei)：一類(lei)是(shi)服役環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)滲入(ru)(ru)的(de)氫(qing)(qing)(qing)（外氫(qing)(qing)(qing)）引起的(de)延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)，如(ru)橋梁用高強(qiang)度(du)耐磨板(ban)，在(zai)(zai)潮濕大氣、雨水(shui)(shui)等環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)(jing)中(zhong)(zhong)長(chang)期暴露(lu)發(fa)生(sheng)(sheng)腐蝕，由腐蝕反應生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)氫(qing)(qing)(qing)侵入(ru)(ru)鋼中(zhong)(zhong)而發(fa)生(sheng)(sheng)延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)。另一類(lei)是(shi)酸洗、電鍍、焊接(jie)等制造(zao)過程(cheng)中(zhong)(zhong)侵入(ru)(ru)鋼中(zhong)(zhong)的(de)氫(qing)(qing)(qing)（內(nei)氫(qing)(qing)(qing)）引起延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)。以焊接(jie)為(wei)例，它是(shi)一個局部(bu)(bu)冶煉過程(cheng)，局部(bu)(bu)高溫可(ke)使(shi)焊條及藥皮中(zhong)(zhong)所含的(de)水(shui)(shui)分(fen)分(fen)解成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)原子進入(ru)(ru)金屬。這些過程(cheng)引入(ru)(ru)的(de)氫(qing)(qing)(qing)含量較高，因此(ci)，鋼材(cai)常(chang)常(chang)在(zai)(zai)施加應力后的(de)幾(ji)小時或(huo)幾(ji)天內(nei)即發(fa)生(sheng)(sheng)延(yan)遲(chi)(chi)斷裂(lie)(lie)失效。
氫致延遲斷裂機理
關于(yu)氫(qing)(qing)致延遲斷裂的(de)機(ji)理(li)，近年(nian)來已經(jing)(jing)進(jin)(jin)行了(le)廣泛的(de)研究，但問(wen)題還遠遠沒有解(jie)決。已經(jing)(jing)提(ti)出的(de)經(jing)(jing)典理(li)論主要有：氫(qing)(qing)壓理(li)論、氫(qing)(qing)降低(di)表面能理(li)論、氫(qing)(qing)降低(di)原子鍵合力理(li)論，以及(ji)氫(qing)(qing)促(cu)進(jin)(jin)局部塑性變形理(li)論等(deng)。
氫(qing)壓理論、氫(qing)降低表面能(neng)理論和(he)氫(qing)降低原子(zi)鍵合力(li)(li)(li)（即弱鍵）理論均認(ren)為(wei)，氫(qing)致(zhi)裂紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產生(sheng)和(he)擴展是原子(zi)面在(zai)正應(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)體解(jie)理過程，即氫(qing)致(zhi)脆性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程。與此相反，氫(qing)致(zhi)局部(bu)塑(su)(su)性(xing)變形理論則(ze)認(ren)為(wei)任何斷(duan)裂過程都是局部(bu)塑(su)(su)性(xing)變形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。該理論認(ren)為(wei)，在(zai)存在(zai)應(ying)力(li)(li)(li)梯度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下，如裂紋尖端附近，由于(yu)應(ying)力(li)(li)(li)誘導擴散(san)，原子(zi)氫(qing)能(neng)富集在(zai)裂紋尖端局部(bu)區(qu)(qu)域。當有(you)效氫(qing)濃度(du)達到(dao)臨界值時，可以(yi)使局部(bu)區(qu)(qu)域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表觀屈服(fu)應(ying)力(li)(li)(li)明顯下降，于(yu)是在(zai)較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用下就能(neng)產生(sheng)氫(qing)致(zhi)滯后塑(su)(su)性(xing)并導致(zhi)滯后斷(duan)裂，而且局部(bu)區(qu)(qu)域表觀屈服(fu)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降量(liang)明顯依賴于(yu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)和(he)初始氫(qing)含(han)量(liang)。
總體來講，上述4種經(jing)典理(li)論(lun)都有(you)其局(ju)限性，將(jiang)氫(qing)促(cu)進局(ju)部塑性變(bian)(bian)形理(li)論(lun)和(he)弱鍵理(li)論(lun)、氫(qing)壓理(li)論(lun)聯合起來，是今后研(yan)究的一個方向，有(you)可能發展新的氫(qing)致開裂(lie)理(li)論(lun)以解釋氫(qing)致韌(ren)斷和(he)氫(qing)致韌(ren)脆轉變(bian)(bian)機理(li)。