1.1 课题研究的背景 随着中国经济的急速发展，能源危机和环境污染逐渐成为中国经济发展不可回避的问题。

风能、太阳能、核能等都是国际大力发展的新型能源。

在这些新能源中氢能具有高效、清洁、储量巨大等优点 [1]。

然而，氢对几乎所有金属都具有降低其力学性能的不利影响，一般统称为氢脆[2]（Hydrogen Embrittlement, HE），主要表现为氢致塑性损减和氢致断裂抗性降低。

部分研究已经证明在金属表面形成氧、氮扩散渗透保护层在一定程度上有效抑制氢的进入。

奥氏体不锈钢（Austenitic Stainless Steel，ASS）是目前储氢输氢结构的优选材料，但在氢环境中服役长期与氢接触，随着服役时间的延长大量的氢进入钢中，长期的损伤会引起材料的断裂，最终造成巨大的损失。

在亚稳态奥氏体中形成S相使用在氢环境中的研究很少，其涉及的如压缩残余应力、奥氏体相稳定性和氢扩散率等原理不明确，需要更多的证据。

低温气体渗碳表面强化后ASS抗氢脆研究对未来工程中加以运用具有非常重要的指导意义，因此，本文开展ASS低温渗碳表面强化抗氢性能及机理研究。

1.2 氢脆机理 金属材料的氢脆是指氢进人金属后,局部氢浓度达到饱和时,引起金属塑性下降、诱发裂纹或产生滞后断裂的现象[3]。

1.2.1 氢进入金属的过程 氢与金属表面接触并溶解其中，向内部扩散最终导致HE的发生，不同金属溶解氢的能力和氢在金属中的扩散一直是研究HE的重点。