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応力勾配下での水素拡散に関する基礎的研究

应力梯度下氢扩散的基础研究

基本信息

批准号：
23860037
负责人：
武富紳也
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-08-24 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23860037/
关键词：
機械材料・材料力学水素脆化分子動力学水素拡散

项目摘要

水素をエネルギー源として利用するには,金属材料の強度信頼性確保が課題である.水素による金属材料強度の劣化(いわゆる水素脆化)は,1金属中への水素侵入,2破壊起点(き裂,格子欠陥)への水素の拡散・凝集,3水素による材料強度低下の3つのプロセスが考えられる.水素脆化を予測し未然に防ぐ為には,破壊起点への水素の拡散・凝集を高精度に予測する手法構築が重要である.金属中の水素拡散は濃度勾配と応力(静水圧)勾配を駆動力とした拡散方程式で表される.水素拡散シミュレータ等では濃度勾配項と応力勾配項に乗じる重み係数を無視した線形結合による一次近似拡散方程式を基礎式としており,高精度な拡散方程式の構築による解析結果の定量性向上が期待されている.本研究では,応力勾配の影響を適切に評価した拡散方程式の構築を目指した基礎的研究を行った.本年度は,まず大規模並列分子動力学シミュレータ(LAMMPS)を用いてα鉄完全結晶中の水素拡散係数を導出し,得られた結果が文献値と良く一致することを確認した.さらに,解析モデルに応力(静水圧)勾配を設けた解析モデルを作成し,見かけの水素拡散係数を算出した.本解析結果から,見かけの拡散係数は完全結晶中と一致しないことが示唆された.見かけの拡散係数に影響を及ぼす要因として(1)等方的格子ひずみ(2)水素原子に作用する外力の二つの要因を考え,それぞれの影響を評価した結果,(2)の影響はほとんどないことがわかった.

The problem of ensuring the strength and reliability of metal materials is due to the utilization of hydrogen chloride. Hydrogen causes deterioration of the strength of metal materials (hydrogen embrittlement), 1 intrusion of hydrogen into metal, 2 destruction The starting point of the expansion is the scattering and agglomeration of hydrogen, and the material strength of 3 hydrogen is low.のプロセスが考えられる.Hydrogen embrittlement is predicted and has not yet occurred. It is prevented and prevented. The starting point of failure is the water element. High-precision prediction and construction techniques of dispersion and agglomeration are important. The dispersion and concentration matching of hydrogen in metals are very important. The force (static water pressure) is combined with the hydrodynamic power and the formula is expressed in the table. The water element is dispersed in the formula and so on. The concentration matching term and the force matching term are multiplied by the weight and the coefficient is ignored. The linear combination is a first-order approximate dispersion. The basic formula of the equation is the same, the construction of the high-precision scattered equation and the analytical results are quantitatively improved. Looking forward to it. This study is based on the evaluation of the influence of force coordination and the construction of the dispersion equation. This year's project refers to the basic research of basic research. This year's large-scale parallel molecular dynamics (L AMMPS) was derived from the hydrogen dispersion coefficient in the complete crystallization of α-iron, and the result was obtained in the literature夤好く unanimous することをconfirmation した.さらに, analytic モデルに応力(still water pressure) coordination をSETけたAnalyze and analyze the results of the analysis, see the water element scattering coefficient and calculate the result. The coefficient of dispersion is consistent in the complete crystallization and the effect of the dispersion coefficient is the same. The main factor is (1) the equilateral lattice (2) the action of the hydrogen atom and the external force (the main factor) Test results, (2) の Impact はほとんどないことがわかった.