钛的吸氢和氢脆是钛制设备腐蚀破坏的重要原因，即使上述的腐蚀形态中也难以完全排除氢的影响。钛是一个活性很强的金属，非常容易吸氢，当氢含量达到 80～150mg/kg 时，利用金相显微镜就可以观察到针状氢化物相析出。随着氢含量进一步提高，氢化物的数量增加，体积增大。钛的吸氢形成氢化物导致腐蚀破坏的情况大致有如下几种情况。

　　①如果氢的扩散速度较慢，氢化物主要集中在钛表面，则表面氢化物发生脆性剥落从而引起腐蚀加快。

　　②氢在应力作用下扩散到应力场集中的位置形成氢化物，由于内部微裂纹在应力作用下的扩散贯通，形成氢致开裂。

　　③钛基体全面大量吸氢，导致钛材的氢脆破坏。上述三种情形，尤其是后两种情形，并不是腐蚀加快的问题，因此对于钛制设备的破坏常常是致命的。

　　国内工业实践中有许多钛制设备氢脆破坏的事例，氯乙烯生产装置、尿素合成塔和真空制盐一效罐等都有氢脆破坏的典型事例，还有更多的氢脆事故伴生在其他的腐蚀形态中。

　　综合国内外研究和工业实践，钛的氢脆具有如下特点和规律。

　　①钛的氢脆破坏属于氯化物型氢脆破坏，氢化物型氢脆的特点是在高速变形下才出现脆性断裂，而在低速变形时，一般可能不出现氢脆敏感性。当钛中氢含量高于0.03%时才会影响断面收缩率，而氢含量低于0.05％时，拉伸强度、屈服强度和延伸率基本不变，这表明常规力学性能对于判断钛的氢脆是不敏感的。

　　② 钛被铁器擦伤和污染的位置，由于钛的表面镶嵌了铁的微粒，常常是点蚀的引发点，又是氯进入的突破口。而固溶在钛中的杂质铁，甚至作为第二相存在的富铁相，对于点蚀或吸氢和氢脆都并不敏感。

　　③钛的氢脆敏感性与点蚀一样，表面预处理状态的影响很大。阳极氧化或热氧化的表面抗吸氢和氢脆的能力最强，酸洗（硝酸加氢氟酸）或退火的表面次之，机械磨光或机械喷砂的表面抗吸氢和氢脆的能力最差。这表明处于活性状态的钛总是容易吸氢的，钛表而完整面的氧化膜是阻止吸氢从而防止氢脆的有效屏障。

　　④钛吸氢达到固溶度以后，可以形成氢化物相（即 TiHx）析出。而钛的α和β两种形态的氢的固溶度是不同的，请见表2-18。

　　表2-18 氢在不同温度下两种钛结构下的固溶度

　　⑤钛的吸氢通常通过下列途径发生：高温（＞300℃）的氢气氛或含氢气氛；缝隙腐蚀或还原性无机酸腐蚀时产生的初生态氢；电偶腐蚀或阴极保护时产生的氢；海水电解中钛处于阴极状态（电位＜0.70V)。为此，为了确保钛不致吸氢，至少应该将钛在海水中的电位控制在-0.70V以上。

　　⑥钛的氢脆环境可以是氢气氛或者电解过程中初生态氢，前者为分子氢（即氢气)，后者是初生态的原子氢，因此具有更强的化学活性，更容易被钛吸收。在钛腐蚀过程中产生的氢，或者电解时处于阴极状态产生的氢就是初生的原子态的氢。

　　⑦氢气氛中的水含量对于钛的吸氢量影响很大。表2-19 是在316℃，5.5MPa的氢气氛中，水含量对于钛吸氢的影响。钛在干的氢气氛中吸氢最强，添加一定量的水显著降低吸氢量。一般说来，氢气氛中含水量达到 2％（质量分数）阻抑吸氢效果已经相当明显，这个规律与干氯气中水含量对于着火的影响是可以对应的。

　　氢气中水的质量分数/%0. 5]1.02.03. 3

　　⑧在pH值位于3～12范围中，钛的氧化膜是稳定的，它是氢渗透的有效屏障。在上述pH范围内，短期阴极充氢试验没有发现吸氢现象。如果pH值在上述范围之外，预计氧化膜是不稳定的，因此保护作用很低，氧化膜保护性的缺损有利于氢进入钛基体。长期试验表明在中性盐水中，阴极电位低于-0.7V时能够引起氢吸收。在非常大的阴极电流密度下（电极电位比-1.0V SCE 更低），可以加速氢吸收并最終导致室温下的氢脆现象。