フレッティング疲労に及ぼす水素の影響とその機構の解明および定量的評価法の確立

阐明氢对微动疲劳的影响及其机理，建立定量评价方法

• 批准号: 15J03650
• 负责人: 薦田 亮介
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J03650/
• 关键词: フレッティング疲労; フレッティング摩耗; 水素; 不純物; フレッティング; 相対すべり量; MEMS

水素中に微量の酸素を添加することで水素中フレッティング疲労強度が顕著に低下すること，酸素添加によって促進されたフレッティング摩耗がフレッティング疲労強度低下の一因であることをこれまでに明らかにしている．当該年度は水素中への微量酸素添加による水素中フレッティング疲労強度低下の詳細なメカニズムの解明を目的とし，微量酸素添加によるフレッティング摩耗促進の機構解明を行った．X線光電子分光法によるフレッティング面の成分分析を行い，高純度水素中では材料表面にもともと存在していた酸化膜がフレッティングによって除去され，さらに，フレッティング疲労試験中に酸化物の生成がないこと，微量酸素を添加した水素中ではフレッティング疲労試験中に酸化摩耗粉が生成されていることを明らかにした．酸化摩耗粉の生成はフレッティング摩耗を促進するため，酸素添加による酸化摩耗粉生成がフレッティング摩耗促進の一因であると考えられる．昨年度開発したMEMS技術を応用した水素中フレッティング疲労における相対すべり量測定方法を用いて種々の環境中でフレッティング疲労における相対すべり量を測定した．その結果，高純度水素中の相対すべり量は大気中に比べ顕著に低下した．高純度水素中では酸化膜が除去され材料の新生面同士が接触したため，接触面間で局所的な凝着が生じ，相対すべり運動を妨げたためである．一方，水素中に5 vol. ppmの酸素を添加した環境中では，相対すべり量は高純度水素中に比べ上昇した．酸素の添加によって生成された酸化摩耗粉が新生面同士の接触を妨げ，接触面間の凝着を抑制したことが原因である．相対すべり量の増加はフレッティング摩耗を促進するため，酸素添加による相対すべり量の増加もフレッティング摩耗促進の一因であると考えられる．

Added に trace element を の acid in the water element す る こ と で water element in フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 strength が 顕 with low に す る こ と, acid, adding に よ っ て promote さ れ た フ レ ッ テ ィ ン グ friction consumption が フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 の low intensity due to で あ る こ と を こ れ ま で に Ming ら か に し て い る. When the annual は water element へ の trace element to add acid に よ る water element in フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 low intensity の detailed な メ カ ニ ズ ム の interpret を purpose と し, trace element to add acid に よ る フ レ ッ テ ィ ン グ friction consumption promoting の agencies interpret を line っ た. X-ray photoelectron spectrometry に よ る フ レ ッ テ ィ ン の グ surface composition analysis を い, in high purity water で は material surface に も と も と exist し て い た acidification membrane が フ レ ッ テ ィ ン グ に よ っ て remove さ れ, さ ら に, フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 に acidification in the test content の generated が な い こ と, Trace element acid を add し た water element in で は フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 に acidification in the test the powder consumption が generated さ れ て い る こ と を Ming ら か に し た. Acidification of mo powder consumption の generated は フ レ ッ テ ィ ン グ "を promote consumption す る た め, acid, adding に よ る acidification mo powder consumption generated が フ レ ッ テ ィ ン グ thus promote の consumption for で あ る と exam え ら れ る. Yesterday's annual open 発 し た MEMS technology を 応 with し た water element in フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 に お け る phase す seaborne べ り を flow measurement method with い て kind 々 の environment で フ レ ッ テ ィ ン グ exhausted 労 に お け る phase す seaborne べ を り quantity determination し た. As a result, in high-purity hydrogens, the amount of <s:1> relative to すべ is <s:1> lower than that in に than in べ顕 に. In high purity water で は が acidification membrane to remove さ れ material の XinShengMian contact with James が し た た め, contact surface between で bureau of standing な が じ, phase す seaborne べ り movement を hinder げ た た め で あ る. One party, the water element in に 5 vol. PPM の acid element を add し た environment で は, phase す seaborne べ は り quantity in high purity water に than rising べ し た. Acid element の add に よ っ て generated さ れ た acidification mo powder consumption が XinShengMian contact with James の を hinder げ, contact surface between standing の を inhibit し た こ と が reason で あ る. Phase す seaborne べ り in の raised add は フ レ ッ テ ィ ン グ "を promote consumption す る た め, acid, adding に よ る phase す seaborne べ り in の raised add も フ レ ッ テ ィ ン グ thus promote の consumption for で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

Fretting fatigue in hydrogen and the effect of impurity addition to hydrogen on fretting fatigue properties

氢中微动疲劳及氢中添加杂质对微动疲劳性能的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Masanobu Kubota;Ryosuke Komoda;Jader Furtado;薦田亮介;Masanobu Kubota
• 通讯作者: Masanobu Kubota

Fretting fatigue in hydrogen and the effect of oxygen impurity

氢中微动疲劳及氧杂质的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Masanobu Kubota;Ryosuke Komoda;Jader Furtado
• 通讯作者: Jader Furtado

Mechanisms of reduction of fretting fatigue strength in hydrogen

氢中微动疲劳强度降低的机理

• 发表时间: 2015
• 作者: Masanobu Kubota;Ryosuke Komoda;Jader Furtado;薦田亮介;Masanobu Kubota;Ryosuke Komoda;薦田亮介
• 通讯作者: 薦田亮介

The effects of oxygen impurities on fretting fatigue of austenitic stainless steel in hydrogen gas

氧杂质对奥氏体不锈钢在氢气中微动疲劳的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Masanoub Kubotam Ryosuke Komoda;Jader Furtado
• 通讯作者: Jader Furtado

MEMS技術を応用した水素中フレッティング疲労における相対すべり量の測定

使用 MEMS 技术测量氢气中微动疲劳期间的相对滑移量

• 发表时间: 2015
• 作者: Masanobu Kubota;Ryosuke Komoda;Jader Furtado;薦田亮介
• 通讯作者: 薦田亮介