巨大ひずみ履歴が微細組織の形成と力学特性に与える影響の原子構造論的検討

大应变历史对微观结构形成和力学性能影响的原子结构研究

基本信息

批准号：
19025006
负责人：
松本龍介
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

鋼材は高強度になるほど水素感受性が強くなり遅れ破壊が起こりやすくなる. 近年, 巨大ひずみを付加し結晶粒を微細化することにより, 材料を高強度化する方法が注目されている. これらの材料では, 材料中に大量の格子欠陥(粒界, 転位)が含まれるため水素の拡散速度が遅くなり, き裂先端部等の静水応力集中部への水素の集積が遅れることが考えられる. また, 本手法で製造された材料には, 従来の材料と比べて高エネルギーの粒界が多く含まれることが分かっており, 材料に含まれる粒界特性の違いによる影響が現れることも考えられる. したがって, これまでの材料とは異なる耐水素特性が現れる可能性がある. 本年度は, 原子モデルにより理想的な粒界を取り扱い, 水素トラップ量に与える粒界特性の影響に関する解析を行った.粒界を含むα-Feでは, 粒界特性(粒界エネルギー, フリーボリューム)と水素トラップ量は対応関係にあることがわかった. すなわち, 粒界エネルギーが低い粒界は, 隙き間が少なく水素トラップ量も少ない. 逆に, 粒界エネルギーが高い粒界は, 隙き間が多く水素トラップ量も多い. つまり, 巨大ひずみを加えて作成した微細粒材料は高エネルギー粒界を多く含むため, 水素吸蔵量が多くなる. 粒界への水素トラップ量を減らすためには, 水素との親和性が低く粒界フリーボリュームを減らす元素の添加が有効と考えられる. また, 水素環境下では, 温度が高く圧力が低いとトラップされる水素原子が少なく, 温度が低く圧力が高いと水素原子は多くトラップされること, トラップされる水素原子の数は, 水素ガス圧力より温度の影響を受けやすいことがわかった.

钢的强度越高，氢敏感性越强，并且造成延迟断裂的可能性就越大。近年来，通过为谷物细化增加巨大的菌株来增加材料强度的方法吸引了人们的注意。使用这些材料，氢扩散速率较慢，因为该材料在材料中包含大量的晶格缺陷（晶界，位错），并且在静水压力浓度截面（例如裂纹尖端）处的氢气积累很可能会延迟。此外，众所周知，使用这种方法生产的材料包含比常规材料更高的晶界，并且可能会出现材料中包含的晶界特性的影响。因此，可能会出现与先前材料不同的氢能特性。在今年，我们使用原子模型处理理想的晶界，并分析了晶界特性对氢陷阱量的影响。对于含有晶粒边界的α-FE，我们使用了晶界特性（晶界能量（晶界能，发现氢捕获的量是在对应关系中。边界，导致更大的氢存储，以减少晶界的氢气捕获量，添加一个元素可以减少氢的自由晶粒体积。比氢气压力更容易受到温度的影响。