Elucidation of environmental hydrogen embrittlement of high-strength aluminum alloys via dynamic quantitative monitoring of hydrogen in conventional atmospheres

通过常规气氛中氢的动态定量监测阐明高强度铝合金的环境氢脆

基本信息

批准号：
21H01604
负责人：
堀川敬太郎
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

R4(2022)年度では，現在までに開発準備を進めている材料変形・破壊時の動的水素の定量計測システムを完成し，計測条件の最適化を図った。これまでの実証予備実験は，所有する昇温脱離分析の検出器を代用し，汎用の縦型材料試験機に接続した代替的な試行で限定的に行ってきた。そこで，本研究では，試験容器，低ひずみ速度試験装置(SSRT)，半導体水素ガスセンサーガスクロ(SGC)，デジタル画像相関法(DIC)，を新規に組み合わせることで，材料変形・破壊時の動的計測に特化した新たな水素定量計測システムを構築した。システム開発においては，試験片容器内に導入するガスの種類や流速などを変化させた中で，ひずみ速度を変えた低ひずみ速度材料試験を行い，水素放出の定量化に対する再現性を確認する実験を様々なアルミニウム合金を用いて行った。5083アルミニウム合金では、合金中の主成分げ元素であるMgと水素との相互作用によって生じる動的ひずみ時効のタイミングと同期した水素放出がみられることを明らかにした。またノッチ付きの6061アルミニウム合金試験片を用意し、T6処理材の亀裂進展に対する水素の作用を動的に観察することを実証した。計測に成功したアルミニウム合金と同条件の試験片を大型放射光施設SPring８のX線CT計測で観察することで、内在水素の表面近傍での局在化現象を明らかにした。今年度は、完成した計測システムをX線CTと連動できる材料試験装置を新たに設計し、アルミニウム合金内部の亀裂進展と水素放出の量と対比させて考察することで、アルミニウム合金の水素脆化機構の解明に繋げる。

在2022财年（2022）中，迄今为止正在为开发做准备的动态氢的定量测量系统已完成，以优化测量条件。过去，示范初步实验已成为拥有热量分析的探测器，并且仅限于与一般的垂直材料测试机相关的替代试验。因此，在这项研究中，测试容器，低分配的速度测试装置（SSRT），半导体氢气传感器GASKRO（SGC），数字图像相关方法（DIC），材料变形的动态和动态动态材料变形和破坏的时间。在系统的开发中，在更改测试中引入的气体类型和流速度时，进行了低应变速度测试，以确认使用各种铝合金的定量释放的应变速度。 5083铝合金表明，氢释放与Mg和氢之间的相互作用引起的动态应变衰老的时机，这是合金中的主要组成元素。准备了一个缺口的6061铝合金测试件，以动态观察氢在T6加工材料的裂纹过程中的作用。通过观察与铝合金相同的条件，通过观察大辐射光学设施Spring8的X射线CT测量，可以成功测量该测试，从而揭示了内部氢表面附近的定位现象。今年，可以将完整的测量系统与X射线CT联系起来的新设计的材料测试设备将被设计为与铝合金内部的裂纹数量和氢释放量相反。机制。

项目成果

期刊论文数量（40）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

各種めっきによるアルミニウム合金の水素脆性

各种镀层引起的铝合金氢脆

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
日野実;進野諒平;堀川敬太郎;金谷輝人
通讯作者：
金谷輝人

Quantitative monitoring of the environmental hydrogen embrittlement of Al-Zn-Mg-based aluminum alloys via dynamic hydrogen detection and digital image correlation

通过动态氢检测和数字图像关联定量监测Al-Zn-Mg基铝合金的环境氢脆

DOI：
10.1016/j.scriptamat.2021.113853
发表时间：
2021
期刊：
Scripta Materialia
影响因子：
6
作者：
高木智人;小幡亜希子;春日敏宏;忠永清治;Horikawa Keitaro
通讯作者：
Horikawa Keitaro

アルミニウム合金の環境水素脆化に及ぼすめっき処理の影響

电镀处理对铝合金环境氢脆的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
大澤健男;坂口勲;大橋直樹;堀川敬太郎
通讯作者：
堀川敬太郎

アルミニウム板材に生じるブリスタの内部構造に及ぼす純度の影響

纯度对铝板材料泡罩内部结构的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Li YaJun;Sun ZeXu;Kataoka Noriyuki;Setoguchi Taro;Hashimoto Yusuke;Takeuchi Soichiro;Koga Shunjo;Muro Takayuki;Demura Satoshi;Noguchi Kanako;Sakata Hideaki;Matsushita Tomohiro;Kawasaki Ikuto;Fujimori Shin-ichi;Wakita Takanori;Muraoka Yuji;Yokoya Takayoshi;堀川敬太郎
通讯作者：
堀川敬太郎

7075アルミニウム合金の環境水素脆性に及ぼす表面処理の影響

表面处理对7075铝合金环境氢脆的影响