摘要：氢脆是现代化工和能源加工过程中涉氢环境下的关键材料失效问题，直接影响氢能基础设施和化工设备的安全性与服役寿命。氢脆的客观复杂性涉及从原子行为到宏观断裂的各个层面，目前尚缺乏金属材料氢脆研究的多尺度现状分析与展望。该综述论文借助多尺度研究思想梳理分析了金属材料中氢脆现象和作用机制的相关研究，并提出了未来研究方向与展望。宏观尺度层面，重点探讨了掺氢比、温度、湿度及外加载荷对氢脆敏感性的协同作用。介观尺度上，揭示了晶粒尺寸、晶界类型及相界面特性对氢扩散与聚集的调控规律。微观尺度上，解析了氢原子与晶格缺陷的交互作用机制。论文还提出了微观、介观、宏观尺度上金属材料氢脆研究新方向和展望，特别通过微观原子-介观晶界-宏观裂纹-多尺度耦合结合的研究方法，揭示多场共同作用下金属材料氢致失效的跨尺度传递机制。基于多尺度现状分析与展望，本工作可为现代能源加工过程涉氢环境中抗氢脆材料设计与氢能工程安全评估提供重要参考。
文章目录
0 引 言
1 宏观尺度的氢脆
1.1 宏观尺度的氢脆种类
1.2 金属氢脆的宏观表现
1.3 宏观因素对氢脆的影响
1.3.1 掺氢比
1.3.2 环境温度和湿度
1.3.3 外加载荷
2 介观尺度的氢脆规律
2.1 介观结构对氢脆的影响
2.2 晶粒尺寸、晶界和相界面对金属材料氢脆的作用
3 微观尺度的氢脆机理
3.1 微观缺陷与氢脆的相互作用
3.1.1 晶界的氢捕获与脆化效应
3.1.2 位错与氢的交互作用机制
3.1.3 相界面与氢化物形成
3.2氢原子在金属晶格中的扩散行为
3.2.1 氢扩散的多阶段过程
3.2.2 温度与量子效应的协同作用
3.2.3 微观组织与氢扩散的耦合机制
4 总结与展望
