Abstract
本實驗旨在研究氫在不□鋼中的擴散行為與特性，使用的兩種不□鋼分別是肥粒鐵型的AL ２９－４－２及沃斯田鐵型的AISI ３０１，試片分別在退火及冷加工後的條件下測量。實驗的基本原理如下：對於一片厚度均勻的金屬薄片，在試片的一面加以固定的電流充氫，形成的氫氣壓會造成氫的滲入；而在試片的另一面，則利用定電位儀與參考電極，將試片表面固定在足夠高的電位，使得表面的氫濃度為零，而穿透試片的氫會立刻氧化，經由記錄此氧化電流的變化，根據Fick's擴散定律導出的數學解，就可以由此電流求出氫的擴散係數。在本研究，我們探討了一些影響氫穿透的因素。在試片充氫的一面，表面的氧化層會阻礙氫的進入，但會被適當的充氫電流還原，因而後續的實驗將不受此影響，而對於試片的另一面，我們發現，鍍鈀與否，對擴散係數的影響不大，在適當的電位選擇下，本實驗所採用的不□鋼材並不需畏鍍鈀來防止試片的氧化，此外，對於肥粒鐵型的AL２９－４－２，實驗結果顯示，氫脆化在小於０．１mA╱cm 的充氫電流之下就可能發生，對於退火後的材料，過大的充氫電流，試片表面會產生沿晶裂縫，而對於冷加工過的試片，則內部原有的微隙（microcrack）會在充氫過程中擴大，最後造成試片表面起泡（blistering）的破壞情形。但對於沃斯田鐵型的AISI３０１試片，實驗中並未發現有不可逆的氫脆現象。本實驗量測到的氫擴散係數如下：在２０℃?８０℃的溫度範圍內，氫在退火過的AL２９－４－２中的擴散係數?１０ cm╱sec ；而對於冷加工後的結構，由於缺陷造成的氫捕集效應，擴散係數降低至?１０ cm╱sec ，對於AISI３０１，退火後的沃斯田鐵相中的擴散係數?１０ cm╱sec ，然而對於冷加工後的AISI３０１，則由於變形產生了α' 麻田散鐵相，使得擴散係數提高至?１０ cm ╱sec 。