氫脆 (HE)，也稱為氫輔助開裂或氫致開裂 (HIC)，是由于吸收氫而導致的金屬延展性降低。 氫原子很小，可以滲透固體金屬。 一旦被吸收，氫就會降低金屬裂紋產生和傳播所需的應力，從而導致脆化。 氫脆最明顯地出現在鋼以及鐵、鎳、鈦、鈷及其合金中。 銅、鋁和不銹鋼不易發生氫脆。

自 19 世紀以來，關于氫脆性質的基本事實就已為人所知。鋼中的氫脆在室溫附近達到xxx值，大多數金屬在 150 °C 以上的溫度下對氫脆相對免疫。 氫脆需要原子（可擴散）氫和機械應力的存在來誘導裂紋增長，盡管可能施加或殘留應力。 氪在較低的應變率下增加。 一般來說，高強度材料更容易發生氫脆。

金屬可能會接觸到兩種來源的氫氣：氣態氫氣和金屬表面化學產生的氫氣。 氣態氫是分子氫，雖然會引起熱氫腐蝕，但不會引起脆化。 正是來自化學侵蝕的原子氫導致脆化，因為原子氫在室溫下迅速溶解到金屬中。 氣態氫存在于壓力容器和管道中。 氫的電化學來源包括酸（在酸洗、蝕刻或清潔過程中可能遇到）、腐蝕（通常是由于水腐蝕或陰極保護）和電鍍。 在制造過程中，由于焊接過程中存在水分或金屬處于熔化狀態，氫氣可能會被引入金屬中。 在實踐中最常見的失敗原因是電鍍控制不當或焊條受潮。

氫脆作為一個術語可以用來專門指代鋼和類似金屬在相對較低的氫濃度下發生的脆化，或者它可以用來涵蓋氫對金屬的所有脆化效應。 這些更廣泛的脆化效應包括氫化物形成（發生在鈦和釩中但不發生在鋼中）和氫致起泡（僅在高氫濃度下發生并且不需要存在應力）。 然而，氫脆幾乎總是與高溫氫腐蝕 (HTHA) 不同，后者在 400 °C 以上的溫度下發生在鋼中，并涉及甲烷氣穴的形成。

脾是一個復雜的過程，涉及許多不同的微觀機制，并非所有這些都需要存在。 這些機制包括脆性氫化物的形成、可導致高壓氣泡的空隙的產生、內表面增強的去凝聚力以及有助于裂紋擴展的裂紋尖端的局部塑性。 一旦擴散氫溶解到金屬中，就脆性的原因提出并研究了多種機制。 近年來，人們普遍認為 HE 是一個復雜的、材料和環境依賴的過程，因此沒有任何一種機制可以排他性地應用。

• 內部壓力：在高氫濃度下，吸收的氫物質在空隙中重新組合形成氫分子 (H2)，從而從金屬內部產生壓力。 這種壓力可以增加到形成裂紋的水平，通常稱為氫致開裂 (HIC)，以及在試樣表面形成氣泡，稱為氫致起泡。 這些影響會降低延展性和抗拉強度。
• 氫增強局部塑性 (HELP)：氫會增加裂紋尖端的成核和位錯移動。 HELP 通過裂紋尖端的局部延性破壞導致裂紋擴展，周圍材料發生的變形較小，從而使斷裂呈現脆性。
• 氫減少位錯發射：分子動力學模擬揭示了由溶解的氫抑制裂紋尖端的位錯發射引起的韌性到脆性轉變。 這可以防止裂紋尖端變圓，因此尖銳的裂紋會導致脆性解理失效。
• 氫增強解聚 (HEDE)：間隙氫降低了金屬原子斷裂所需的應力。 HEDE 僅在局部氫濃度較高時才會發生，例如由于裂紋尖端、應力集中點或邊緣位錯的張力場中氫溶解度增加。