鋁錳合金鋼近年來以其具有價格便宜、重量輕、良好的機械性質及亢腐蝕等優點,而 發展成為極有潛力的新型合金鋼。由於此材料較一般的合金鋼具有較優異的抗腐蝕性 能,因此,其在各種腐蝕及含氫環境下的機械性質之研究,相當需要。 本實驗係以具有系列肥粒鐵、沃斯田鐵及沃期田鐵-肥粒鐵(γ-α)雙相結構之鋁 錳合金鋼為對象,探討其在一大氣壓氫氣及不同的溫度下(室溫-7575℃),裂 縫成長的動力學。 本實驗使用的材料對象,包括一系列α型、γ型,及12.5%α、45%、70% α之雙相型鐵錳鋁合金,研究內容包利用定速拉伸試驗測試這些合金在氫氣中之最大 強度衰減及利定荷重試驗以量測其引起之脆裂速率之量測,從斷裂力學的原理及材料 的微觀組織來探討這些合金氫脆動力學,其氫在α型及γ型合金的特性來來模擬研究 雙相合金之氫脆動力。 由實驗結果顯示,鐵鋁錳合金對於氫脆的敏感程度隨著肥粒鐵結構含量的增加,同時 ,其最大的強度衰減發生在室溫附近,且此項衰減隨著溫度的昇高而降低。至於脆裂 速率之量測方面,則顯示全沃斯田鐵型及含12.5%肥粒鐵的合金不會有慢速脆裂 的跡象,而全肥粒鐵型的合金則因脆裂速率太快亦無法量測。對於含45%肥粒鐵的 合金(C 料),其脆裂速率隨溫度的昇高而增加,相反地,含70%肥粒鐵的合金( D 料)其脆裂速率隨溫度昇高而降低。 最後,經由脆製反應活化能的計算,可推測出控制氫脆的反應機構對C 料可能為氫在 沃斯田鐵相中之擴散,對D 料則為氫在不同劈裂平面的分佈。
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