異相金属材料による微粒子複合コーティングの耐水素侵入特性の実験的検証

不同相金属材料细颗粒复合涂层抗氢侵入性能的实验验证

基本信息

批准号：
21K03763
负责人：
西口廣志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Sasebo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03763/
关键词：
水素脆化コーティング

项目摘要

Ni/Fe合金電気めっきをS25C鋼に施し、100MPa, 270℃高温高圧暴露チャージにおける水素侵入特性について調査してきた。めっきがマルテンサイト単相となる Ni=10%，混合相となる Ni=30%、ニッケル単相となる Ni=60%の TDA プロファイルによると、Ni=30%ではコーティング有と未コーティングとで水素侵入量に差があり、めっきによって水素侵入が62%防止できていた。一方、Ni=10%とNi=60%ではコーティング有と未コーティングとで水素侵入量に大きな差がなく、水素侵入が妨げられていないことが分かった。また、試験片に角部があるとメッキの剥離や割れが起こりやすかったので、母材であるS25C鋼試験片の形状を角柱状試験片から円柱状試験片に変更した。剥離や割れはニッケルの割合が小さいほど多く見られていたが、この方法により、どのニッケル割合においても剥離や割れがほとんど見られなくなった。また、銅板にニッケル割合40％でめっきを施し、さらに添加物(サッカリン)を導入したところ、応力集中が起きる端面においても剥離や割れが生じなくなることが分かった。この方法により添加物の量や電流密度、成膜時間を調整することで膜厚は変化させずにき裂を無くすことができた。また、大型水素発生装置の隣に圧力サイクル疲労試験機（1MPa未満）を導入した。これにより、配管の内部にメッキを施し、圧力を変動させて疲労試験を行うことで、実環境に近い形での強度調査ができる。具体的にはメッキ部において水素が侵入した場合の配管内半径部の周方向応力を変化させ、膜中のき裂発生箇所、き裂進展特性、さらに母材の強度特性に及ぼす膜の影響などを調査することができる。

Ni/Fe合金电镀已应用于S25C钢，我们研究了100 MPa，270°C高压力暴露电荷的氢入侵特性。根据Ni = 10％的多站点单相，混合期Ni = 30％，镍单相Ni = 60％TDA曲线，Ni = 30％涂有涂层和非涂层。侵入量，镀金可以防止氢侵入62％。另一方面，发现Ni = 10％和Ni = 60％在涂层和非涂层之间的氢侵入量之间没有显着差异，并且氢入侵并不受到阻碍。此外，由于测试的正方形部分很可能会引起镀皮和裂纹，因此S25C钢测试件的形状（即基本材料）已从方形柱测试件更改为圆柱形测试件。镍和裂纹的百分比越小，镍的比率越高，但是这种方法几乎没有脱皮和裂缝，以任何镍比。另外，将镀铜涂在镍比为40％的铜板上，并引入了添加剂（糖精）。通过调整添加剂，电流密度和归档时间的量，可以消除膜厚度而不会改变。此外，在大型氢发生器旁边引入了压力疲劳测试机（小于1 MPa）。结果，可以通过在管道内部铺板，波动的压力和进行疲劳测试来进行接近真实环境的强度调查。具体而言，当氢进入镀层部分时，管道内半径的外围应力会改变，而膜中的破裂部分，开裂的发育特征以及膜对母材料强度的影响被调查。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hydrogen Entry State of Coating Material Using Sputtering Method

溅射法镀膜材料的氢进入状态

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuya Muramoto;Hiroshi Nishiguchi;Ohshima Tamiko and Kawasaki Hiroharu
通讯作者：
Ohshima Tamiko and Kawasaki Hiroharu

Preparation of functional thin films with elemental gradient by sputtering with mixed powder targets

混合粉末靶材溅射制备元素梯度功能薄膜

DOI：
10.35848/1347-4065/ac1488
发表时间：
2021
期刊：
Jpn. J. Appl. Phys.
影响因子：
0
作者：
Hiroharu Kawasaki;Tamiko OHSHIMA;Yoshihito YAGYU;Takeshi Ihara;Kazuhiko Mitsuhashi;Hiroshi Nishiguchi and Yoshiaki Suda
通讯作者：
Hiroshi Nishiguchi and Yoshiaki Suda