水素による損傷

水素損傷は、水素原子との相互作用による多数の金属劣化プロセスに付けられた総称です。分子状ガス状水素は、金属の固溶体に放出された原子やイオンと同じ効果を持たないことに注意してください。

内部欠陥の発生

高温で水素にさらされた炭素鋼は高温水素の攻撃を受け、内部の脱炭と弱化を引き起こします。^[1]^[2]

水ぶくれ

金属中を拡散する原子状水素は、介在物や積層などの内部欠陥に集まり、分子状水素を形成することがあります。水素の継続的な吸収により、そのような場所で高圧が発生し、水疱の形成、成長、そして最終的には水疱の破裂につながる可能性があります。このような水素誘発性水疱割れは、鋼、アルミニウム合金、チタン合金、および原子力構造材料で観察されています。水素溶解度の低い金属（タングステンなど）は、水疱形成の影響を受けやすくなります。^[3]一方、バナジウムなどの水素溶解度の高い金属では、水素は泡や水疱ではなく、安定した金属水素化物を引き起こします。

破片のひび割れ、剥がれ、魚の目、微細な穴

フレークと破砕亀裂は、大型鍛造品に見られる内部亀裂です。溶解および鋳造中に取り込まれた水素は、内部の空隙と不連続部に偏析し、鍛造中にこれらの欠陥を生み出します。フィッシュアイは、一般的に溶接部の破断面に見られる明るい斑点のことで、その外観からこの名前が付けられています。水素は溶融溶接中に金属に入り込み、その後の応力によってこの欠陥を生み出します。非常に高い水素圧にさらされた鋼鉄製格納容器には、小さな亀裂や微細な穴が開き、そこから液体が漏れることがあります。

引張延性の損失

水素は多くの材料の引張延性を低下させます。オーステナイト系ステンレス鋼やアルミニウム合金などの延性材料では、顕著な脆化は発生しませんが、引張試験で引張延性（伸び率または面積減少率）が大幅に低下する場合があります。