철 및 철합금속에서의 수소확산계수

Abstract

철에 합금원소를 $\alpha$상 범위에서 첨가하여 철 합금을 만든 다음에 이 합금시편들과 순수한 철 시편을 수소 압력 760mmHg 와 $170\,^\circ \sim 340\,^\circ\!C$의 온도 범위에서 수소와 반응시켰다. 이 반응으로 인한 실험계의 수소 부피감소를 Sievert 장치로 측정하였으며 이 결과로부터 수소확산계수와 활성화에너지를 구하였다. 반응시간과 실험계의 수소부피 감소에 따른 대수치는 일차 함수로 나타났으며 이 결과로써 철 및 철합금에서 수소와의 반응을 지배하는 단계가 금속내로의 수소 확산임을 말해 준다. Cr, Mo, Ni, Si의 합금원소들은 수소확산에 필요한 활성화에너지를 증가시켰으나 Cu는 거의 영향을 주지 못했다. 한편 철합금에서 수소에 대한 trapping parameter가 정량적으로 계산되였다. 이 계산 결과 Cu와 Mo를 제외한 다른 합금원소들의 농도가 증가될 수록 합금원소의 trap energy는 증가했음이 나타났다.