Study on hydrogen embrittlement of Ni alloy

镍合金氢脆研究

基本信息

批准号：
21K04702
负责人：
津崎兼彰
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
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-21K04702/
关键词：
構造材料水素脆化粒界破壊ミクロ組織制御 Ni合金

项目摘要

【研究計画の概要】油井管用Ni-20%Cr合金の水素脆化を対象として、代表者による直近の事前検討成果から生まれた独自の学術的な「問い」：(1)粒界破壊き裂は連続的に成長するのではなく、不連続成長するのではないか？；(2)粒界への転位パイルアップを抑制できれば、そして粒界破壊を抑制できれば、水素脆化を防げるのではないか？の二つに応えるための3年間の実験研究を遂行する。問い(1)は、シリアルセクショニング法と最新のラボ用X線CT法によって粒界破壊の三次元像を取得することで実証する。問い(2)には、代表者の得意手法である温間圧延プロセスによって結晶粒内へ転位セル組織を均一導入すると共に粒界形状を制御することで達成する。【研究実績の概要】問い(1)に関して：前年度に引き続き、ラボ用X線CT法を用いた粒界破壊の三次元像観察およびき裂近傍のミクロ組織のSEM-EBSD法による観察を行い、本合金の水素脆化粒界破壊が不連続に起こることを示す結果を得た。問い(2)に関して：前年度に作成した温間圧延材（厚さ9mm）のミクロ組織を観察し、期待したような粒界形状と粒内下部転位組織が導入されていることを確認した。さらに温間圧延前の容体化処理材（厚さ20mm）および温間圧延材から、引張試験用の円柱状平滑試験片を作成した。作成した引張試験片の半数については、高温高圧100MPa水素ガス中に長時間暴露し、試験片中に均一に水素を導入した。また、水素ガスを導入しない未チャージ材について引張試験を行い、応力－ひずみ曲線を取得した。

[研究计划的摘要]一个独特的学术问题是由代表的最新研究结果诞生的，它针对油井管道NI-20％CR合金的氢含量：（1）晶界的裂纹是否不连续而不是不断地生长？ ;（2）如果可以抑制对晶界的脱位，并且如果可以抑制晶界断裂，难道是否可以防止氢化？我们将进行三年的实验研究以满足两者。通过使用串行切片和最新的实验室X射线CT方法获得三维图像来证明问题（1）。问题（2）是通过通过温暖的滚动过程，代表的专长和控制晶界形状将脱位的细胞结构统一地引入晶粒中来实现的。 [研究结果摘要]关于问题（1）：从上一年开始，我们使用实验室X射线CT方法对晶界断裂进行了三维图像观测，并使用SEM-EBSD方法对裂纹附近的微观结构进行了观察，并获得了结果，并获得了表明Alloy的氢交易的结果。关于问题（2）：我们观察到上一年中产生的温暖材料（厚度为9mm）的微观结构，并确认已经引入了晶粒内的预期晶界形状和脱位结构。此外，用材料（厚度：20毫米）制备了用于拉伸测试的圆柱平滑测试，以及以前温暖滚动的材料。长时间将一半的拉伸试样暴露于高温和高压100 MPa氢气，并将氢统一地引入样品中。此外，对未引入氢气的未充电材料进行了拉伸试验，以获得应力应变曲线。