圧子押込み試験による耐水素脆化層評価法の構築

利用压头压痕试验评价耐氢脆层的方法的开发

• 批准号: 24860004
• 负责人: 高桑 脩
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Tohoku 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-08-31 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24860004/
• 关键词: 水素脆化; 圧子押込み試験; 降伏応力

水素は金属材料中に容易に侵入し，静的強度や疲労強度などを低下させる水素脆化を引き起こすことが知られている。水素脆化による損傷は環境助長割れと呼ばれ，プラントなどの腐食環境下で使用される構造物において発生する。また，高強度鋼の遅れ破壊の原因でもある。近年では，環境負荷低減を目指した水素社会の実現が望まれており，水素を有効利用する燃料電池自動車や定置用燃料電池の実用化が重要課題として注目されている。そのために水素ステーション用貯蔵タンクやパイプラインなどのインフラ設備の整備が必要である。しかしながら，上記のように水素環境での金属の使用は水素脆化を起こす可能性があるため，その材料の選定や規格化が急務であるとともに，水素脆化を抑止する技術の開発および金属材料の水素脆化敏感性評価も同じく重要である。そこで本研究課題では圧子押込み試験を用いた耐水素脆化層の評価法を構築することを目的とする。2012年度は，水素添加したステンレス鋼SUS316Lに対し，水素添加時間を変化させながら圧子押込み試験およびマクロ歪測定を行い，逆問題解析を用いた降伏応力推定法により水素がSUS316L表面層の機械的特性に及ぼす影響を明らかにした。その結果，水素添加前では300MPa程度であった降伏応力が水素添加時間の増加に伴って増大し，48時間後には600MPa以上となり，水素侵入により表面層が大きく硬化することがわかった。さらに圧縮のマクロ歪が導入され，48時間後には100MPa以上の圧縮マクロ歪が残留した。また，水素添加終了後に放置し，14日後には降伏応力，マクロ歪ともに元の状態に戻ることがわかった。したがってこの変化は水素による物理的な可逆変化であることが明らかとなった。

Water element は に easily に invasion し in metal materials, the strength of the static や exhausted 労 strength な ど を low さ せ る plain water embrittlement を lead き up こ す こ と が know ら れ て い る. Plain water embrittlement に よ る damage は environment encourages cut れ と shout ば れ, プ ラ ン ト な ど の で corrosion environment using さ れ る structure に お い て 発 raw す る. Youdaoplaceholder0, the reason why high-strength steel 遅れ breaks 壊 壊 で ある ある ある. Recent で は, low environmental load reduction を refers し た の water element society be now looking が ま れ て お り, water element を services using す る automotive fuel cells や fixation with fuel cell の be in turn が important topic と し て attention さ れ て い る. そ の た め に water element ス テ ー シ ョ ン with storage 蔵 タ ン ク や パ イ プ ラ イ ン な ど の イ ン フ の ラ equipment servicing が necessary で あ る. し か し な が ら, written の よ う に water element environment で の metal element の use は water embrittlement を up こ す possibility が あ る た め, そ の material の や selected normalized が because で あ る と と も に, plain water embrittlement を dampening す る technology の open 発 お よ び metal element の water embrittlement sensitivity evaluation 価 も with じ く important で あ る. そ こ で this research topic で は 圧 joab son 込 み test を with い た water resistant grain brittle layer の review を 価 method to construct す る こ と を purpose と す る. 2012 は, water element to add し た ス テ ン レ ス steel SUS316L に し polices, the water element to add time を variations change さ せ な が ら 圧 joab son 込 み test お よ び マ ク ロ crooked line を い, inverse problem parsing を with い た subjugate 応 push set method に よ り water element が SUS316L surface の mechanical properties に and ぼ す influence を Ming ら か に し た. そ の as a result, the water element to add before で は 300 mpa degree で あ っ た subjugate 応 force が の raised water element to add time plus に with っ て raised large し, after 48 time に は above 600 mpa と な り, water element into に よ り surface が big き く hardening す る こ と が わ か っ た. The さらに compressed <s:1> ロ ロ ロ is tilted が and introduced into され. After 48 hours, the に ロ is compressed at over 100MPa, and the ロ ロ is tilted が, leaving a residual た. ま た, water element to add に placed し, after the end of 14 later に は subdue 応 force, マ ク ロ slanting と も に yuan の state に 戻 る こ と が わ か っ た. The な reversible transformation of による hydrochlorin による physics である <s:1> とが とが light ら ら となった となった.

项目成果

東北大学祖山・高桑／青柳研究室

东北大学曹山/高桑/青柳实验室

Optimizing the conditions for residual stress measurement using a two-dimensional XRD method with specimen oscillation

使用带有样品振荡的二维 XRD 方法优化残余应力测量条件

• 发表时间: 2013
• 期刊: Advances in Materials Physics and Chemistry
• 作者: Osamu TAKAKUWA;Kouhei YAMAMIYA and Hitoshi SOYAMA;Ken-ichi Uchida;Osamu TAKAKUWA and Hitoshi SOYAMA
• 通讯作者: Osamu TAKAKUWA and Hitoshi SOYAMA

An Indicator for the Suppression of Fatigue Crack Growth by Hybrid Peening

混合喷丸抑制疲劳裂纹扩展的指标

• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering
• 作者: Osamu TAKAKUWA;Kouhei YAMAMIYA and Hitoshi SOYAMA
• 通讯作者: Kouhei YAMAMIYA and Hitoshi SOYAMA

ステンレス鋼表面層の降伏応力における水素の影響

氢对不锈钢表层屈服应力的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: Osamu TAKAKUWA;Kouhei YAMAMIYA and Hitoshi SOYAMA;Ken-ichi Uchida;Osamu TAKAKUWA and Hitoshi SOYAMA;内田健一;高桑脩，祖山均;Ken-ichi Uchida;Naoki Nozawa;眞野優太，高桑脩，祖山均
• 通讯作者: 眞野優太，高桑脩，祖山均

気中キャビテーション噴流によるステンレス鋼の水素脆化抑止

空气空化射流抑制不锈钢氢脆

• 发表时间: 2013
• 作者: Osamu TAKAKUWA;Kouhei YAMAMIYA and Hitoshi SOYAMA;Ken-ichi Uchida;Osamu TAKAKUWA and Hitoshi SOYAMA;内田健一;高桑脩，祖山均
• 通讯作者: 高桑脩，祖山均