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応力・ひずみ・水素拡散の分布解析に基づくプレス成形鋼板の水素脆化特性の解明

基于应力、应变和氢扩散分布分析阐明压制成型钢板的氢脆特性

基本信息

批准号：
22K14497
负责人：
味戸沙耶
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14497/
关键词：
高強度鉄鋼材料プレス成形水素脆化水素可視化

项目摘要

鉄鋼材料は高強度化が進められており、省資源・省エネルギー化に貢献している。しかし、高強度化にともない水素による破壊現象（水素脆化割れ）のリスクが高まることが問題である。そのため、高強度鉄鋼材料を実用化するためには、実用環境下における水素脆化特性の解明が必要である。自動車用高強度鋼板はプレス成形して用いられることが多く、成形により残留応力・塑性ひずみが不均一に導入され、それらの影響を受けて水素拡散挙動に分布が生じる。しかし、プレス成形鋼板の水素拡散挙動分布を計測する手法はなく、水素脆化特性の解明には至っていない。そこで本研究では、プレス成形鋼板へ適用可能な水素可視化技術を確立し、プレス成形鋼板の水素脆化特性の支配因子解明を目指している。本年度は、プレス成形鋼板に適用可能な水素可視化膜の成膜法の確立に取り組んだ。その結果、エアブラシを用いることで、凹凸のある鋼板にも成膜できること、またその膜が鋼板を透過した水素と速やかに反応し色調が変化することを確認でき、水素可視化膜として機能することを明らかにした。また、これと並行して、水素拡散挙動解析の妥当性を検討するための応力負荷下での電気化学的水素透過挙動計測システムの確立に取り組んだ。応力負荷下で使用可能な小型水素透過セルを設計・製作し、試験の準備が整った。

Iron and steel materials are improving their strength, saving resources, and contributing to their development. The phenomenon of water embrittlement is caused by high intensity and high temperature. It is necessary to understand the water embrittlement characteristics of high strength iron and steel materials in practical use. High strength steel plate for automobile is formed by the residual stress, plasticity, uneven introduction and influence of water element dispersion. The method for measuring the dispersion distribution of water element in steel sheet is described in detail. In this study, the applicable water element visualization technology for forming steel sheets was established, and the dominant factors of water element embrittlement characteristics of forming steel sheets were analyzed. This year, the suitable group for forming steel sheet is established by the film forming method of water element visualization film. The result is that the film is transparent and transparent. The determination of the conductivity of water under stress load is discussed in detail. Small water elements can be used under stress conditions through design, fabrication, and preparation.