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R4财年（2022年），我们完成了目前正在准备开发的材料变形和断裂过程中动态氢的定量测量系统，并优化了测量条件。迄今为止的初步演示实验仅限于替代试验，其中使用该公司自己的程序升温解吸分析检测器作为替代品，并连接到通用立式材料试验机。因此，在本研究中，通过新组合测试容器、低应变率测试仪（SSRT）、半导体氢气传感器气相色谱法（SGC）和数字图像相关法（DIC），我们将研究过程中的动态行为。我们建立了专门用于测量材料变形和断裂的新型氢定量测量系统。在系统开发过程中，我们通过改变应变率同时改变引入测试样品容器的气体类型和流量来进行低应变率材料测试，并进行实验以确认使用各种铝进行量化氢释放的再现性。合金。在5083铝合金中，研究表明，由于合金中的主要元素Mg与氢之间的相互作用，氢的释放与动态应变时效的时间同步。我们还制备了一个有缺口的 6061 铝合金试样，并动态观察了氢对 T6 处理材料中裂纹扩展的影响。通过在大型同步辐射装置 SPring 8 上使用 X 射线 CT 测量，在与成功测量的铝合金相同的条件下观察试件，我们阐明了内源氢在表面附近的局部化现象。今年，我们将设计一种新的材料测试装置，可以将已完成的测量系统与X射线CT连接起来，并将铝合金内部裂纹的生长与释放的氢量进行比较，以研究铝合金中的氢脆。从而阐明其机制。

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）

Effect of Phosphorus Content on Hydrogen Embrittlement for High Strength Steel Treated with Electroless Ni–P Plating

磷含量对化学镀Ni-P处理高强度钢氢脆的影响

DOI：
10.2320/matertrans.mt-m2020282
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.2
作者：
Hino Makoto;Doi Yuho;Kuwano Ryoichi;Oda Yukinori;Horikawa Keitaro
通讯作者：
Horikawa Keitaro

チタンの水素吸蔵性と表面改質による水素発生挙動

钛的储氢性能及表面改性的产氢行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
堀川敬太郎
通讯作者：
堀川敬太郎

Strain rate effect on hydrogen behavior in aluminum alloys

应变率对铝合金中氢行为的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Horikawa
通讯作者：
K. Horikawa

Fatigue property of electroless Ni-P plated A7075-T6511 alloy affected by plated film composition

镀膜成分对化学镀Ni-P A7075-T6511合金疲劳性能的影响

DOI：
10.2464/jilm.71.534
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinno Ryohei;Hino Makoto;Kuwano Ryoichi;Monden Koji;Sato Masaaki;Oda Yukinori;Fukumuro Naoki;Yae Shinji;Horikawa Keitaro;Kanadani Teruto
通讯作者：
Kanadani Teruto

Quantitative Detection of Hydrogen Gas Release during Slow Strain Rate Testing in Aluminum Alloys

铝合金慢应变速率测试过程中氢气释放的定量检测