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

• 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

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 alloy electrical resistance of S25C steel at 100MPa, 270℃ high temperature and high pressure exposure Ni=10%, Ni =30%, Ni=60%, Ni = 60 One side, Ni=10% Ni=60%, water element invasion amount is large, water element invasion is harmful S25C steel test piece shape prismatic test piece cylindrical test piece For example, if you want to cut off a piece of paper, you can cut off a piece of paper. The copper plate is divided into 40% and the additive is introduced into the copper plate. The force is concentrated on the end surface. This method adjusts the amount of additive, current density and film formation time. The adjacent pressure test machine (1MPa) for large water element generation devices was introduced. The internal pressure of the pipe is adjusted, the pressure is changed, the fatigue test is carried out, and the intensity of the environment is investigated. Specific investigation of circumferential stress variation in the inner radius of the pipe, crack initiation in the film, crack progression characteristics, strength characteristics of the base material, and the influence of the film on the water element intrusion in the pipe.

项目成果

Hydrogen Entry State of Coating Material Using Sputtering Method

溅射法镀膜材料的氢进入状态

• 发表时间: 2022
• 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.
• 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