高壓氫是指其壓力大于15MPa的氫環(huán)境。在高壓氫中，某些結(jié)構(gòu)材料將變脆，有可能突然失效或延遲斷裂，在工程應(yīng)用中將造成嚴(yán)重事故，不僅造成設(shè)備破壞并可危及人員生命，因此這類材料的選擇應(yīng)十分慎重。
1. 在氫中不銹鋼的性能變化
在高壓氫或充氫條件，鋼的強(qiáng)度和塑性將發(fā)生變化，通常以下述公式進(jìn)行表述。
性能降低率 = （在 He 中性能 - 在 H2 中性能）/ 在 He 中性能
在高壓氫中，一些不銹鋼的性能變化結(jié)果見表3-2、表3-3和圖3-2.
上述的試驗(yàn)結(jié)果表明，在高壓氫中奧氏體不銹鋼具有良好的性能，而馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼、鐵素體不銹鋼不具備使用價(jià)值。
奧氏體不銹鋼形變處理既可以提高強(qiáng)度又可增加抗氫能力，經(jīng)高能快速錘鍛的（1090~1200K) 304L不銹鋼的屈服強(qiáng)度可由200MPa提高到520MPa,其抗氫能力顯著提高，由抗氫能力較差轉(zhuǎn)變成可用，00Cr18Ni10和0Cr21Ni6Mn9N鋼經(jīng)高能快速錘鍛造后的抗氫性能改善效果見圖3-3。
2. 在高壓氫中不銹鋼的選擇
根據(jù)不銹鋼在高壓氫中的性能變化特點(diǎn)和受損程度，可對(duì)用于不同條件下的高壓氫中的不銹鋼結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行選擇。與高壓氫相關(guān)的設(shè)備，主要是氫的輸送和貯存，涉及到實(shí)驗(yàn)室用氣輸送系統(tǒng)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料貯存和使用系統(tǒng)，其安全性是非常重要的。根據(jù)使用條件，可將在高壓氫中應(yīng)用的不銹鋼區(qū)分為結(jié)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)件。
作為在高壓氫中應(yīng)用的不銹鋼結(jié)構(gòu)件，主要應(yīng)選擇304不銹鋼,304L不銹鋼，最安全的材料是316不銹鋼。對(duì)于在氫中應(yīng)用的材料應(yīng)具有高的純潔度，理想的冶煉工藝是真空冶煉和真空自耗的雙真空工藝。當(dāng)遇到要求屈服強(qiáng)度大于200~250MPa的使用條件，通常的18-8型奧氏體不銹鋼不能滿足要求，可采用形變熱處理使奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度提高或者選用Cr-Ni-Mn-N高強(qiáng)奧氏體不銹鋼。
由于奧氏體不銹鋼的良好抗氫能力，使其成為重要的抗氫材料，因其價(jià)格高、強(qiáng)度低，常常用作輸送管道和加氫反應(yīng)器的襯里材料?？梢圆捎枚押?，亦可采用板材襯里。0Cr18Ni11Nb和0Cr23Ni3是經(jīng)常使用的堆焊材料。在采用薄板襯里時(shí)，不要使結(jié)合面粘合太緊密或者留出逸氫孔，通常0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、0Cr23Ni13、0Cr21Ni6Mo9N等應(yīng)用較為普遍，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)條件進(jìn)行選擇。
