白点是大型锻件中常见的缺陷之一,大锻件中的氢元素以及各种缺陷是白点形成的基本因素,一旦锻件中发现白点缺陷,就要做报废处理。因此研究锻件中的氢扩散以及氢致疲劳是降低生产成本、提高经济效益的基础。本文基于氢压理论,借助有限元分析软件,以支撑辊中的微孔隙缺陷为研究对象,着重分析了微孔隙缺陷在内氢压以及外载荷耦合作用下的疲劳寿命。对于含单个微孔隙缺陷的有限元胞体模型,研究了氢压强度、微孔隙在支撑辊中的分布位置、微孔隙开口尺寸以及微孔隙与外载荷的夹角对疲劳寿命的影响。同时研究了支撑辊中两个微孔隙缺陷之间的应力场耦合影响程度,主要从微孔隙间距、开口尺寸以及微孔隙与外载荷的夹角三个方面进行对比研究。研究结果为分析白点形成的力学机理提供一定的理论基础。另外,本文利用随机函数建立了微观视域下氢元素的扩散激发模型,以氢解吸试验研究为背景,主要研究了氢陷阱结合能、加热速度、试样厚度、初始氢浓度以及氢陷阱密度对氢元素激发扩散的影响。研究结果对大锻件去氢热处理工艺、白点萌生的预防措施的制定提供有力的支持。最后,对于在电化学充氢过程中,氢原子在试样晶界中的扩散机制还存在一定的争议,因此本文提出了一种较为新颖的氢扩散模型,利用Voronoi图建立了合金钢的微观晶格模型,主要分析充氢电流密度、充氢时间以及晶界面积对氢扩散的影响。