自然界中,氢原子极易进入金属材料,致使金属材料的机械性能降低,诱发脆性失效,也称氢脆。在工业中,金属材料由于氢脆造成的断裂失效,会给人们带来重大的财产损失和生命危害,因此研究氢脆一直是学术界的关注点。目前人们就氢脆机理提出多种机制,如氢压理论、氢致弱键理论、氢致相变理论等,然而不同的机理都具有一定的局限性。所以,对于氢脆确切的机理,学术界还存在较大的分歧。因此研究氢脆机理具有重要的意义。在现有的实验条件和表征手段下,很难真实的跟踪氢脆的发生过程。但是利用基于密度泛函理论的第一性原理计算有利于从根本上理解氢与金属材料的相互作用。因此,本文采用第一性原理计算方法研究了氢原子对FCC-Fe广义层错能的影响及其影响机理,其次研究了氢原子在FCC-Fe、HCP-Fe单相与γ/ε界面结构中的扩散路径,并依据阿仑尼乌斯公式推导出氢原子在三种结构中的扩散系数。（1）广义层错能是FCC金属变形方式的重要参数,当氢原子处于滑移层时,非稳定层错能急剧增加,稳定层错能也增加。当氢沿[112]方向增加浓度时,层错能曲线（包括稳定和非稳定层错能）明显增加,当沿[111]方向增加氢浓度时,非稳定层错能不变化,稳定层错能增加。随着非稳定层错能的增加,形成不全位错所需跨越的能垒越大,因此增加了材料的脆性。C原子可以明显增加FCC-Fe的稳定层错能,同时加入间隙原子B与C,置换原子Mn、Cu、Ni与Cr都可降低氢对稳定层错能的影响,相比较于二元体系,三元体系中氢对FCC-Fe稳定层错能的影响更大。分析电荷差分密度图与分波态密度,Fe原子和H原子之间存在杂化共辄作用,进而形成H-Fe键,减弱了 Fe与Fe原子间相互作用,最终影响了广义层错能曲线。（2）对于单相FCC-Fe与HCP-Fe,氢的最优占位都为八面体间隙。其中FCC相扩散方式为八面体间隙至四面体间隙交替扩散,而HCP相的扩散路径为八面体路径至相邻八面体间隙。最后获得氢在两单相的扩散系数:D_FCC=3.22×10^-4 exp（-8425/T）cm²/s>D_HCP=6.161×10^-4 exp（-8830/T）cm²/s（3）在γ/ε界面处氢原子的最优占位为界面层偏向FCC相一层（亦可称为界面层）的八面体间隙。在整个界面结构,氢优先占位于八面体间隙,而且氢占位于FCC相中的体系能量明显低于占位于HCP相。通过计算氢占位于不同的八面体间隙处的格里菲斯断裂功,评估氢对界面强度的影响,发现氢未占位于界面层时,界面格里菲斯断裂功无变化,当氢占位于界面层时,格里菲斯断裂功下降程度非常大,说明氢降低了γ/ε界面强度。通过计算界面附近的扩散能垒,结果表明在界面层附近几层,扩散路径都为八面体间隙至四面体间隙相互交替进行。通过阿伦尼乌斯公式,计算氢在界面结构处的扩散系数为:D（T）=1.464×10^-4 exp（-4193/T）cm²/s,远远大于氢在FCC与HCP单相处的扩散系数。