Study on hydrogen embrittlement of Ni alloy
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21K04702
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
津崎 兼彰 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, フェロー (40179990)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 構造材料 / 水素脆化 / 粒界破壊 / ミクロ組織制御 / Ni合金 |
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| Outline of Research at the Start |
油井管用Ni-20%Cr合金の水素脆化を対象として、代表者による直近の事前検討成果から生まれた独自の学術的な「問い」：(1)粒界破壊き裂は連続的に成長するのではなく、不連続成長するのではないか？；(2)粒界への転位パイルアップを抑制できれば、そして粒界破壊を抑制できれば、水素脆化を防げるのではないか？の二つに応えるための3年間の実験研究を遂行する。問い(1)は、シリアルセクショニング法と最新のラボ用X線CT法によって粒界破壊の三次元像を取得することで実証する。問い(2)には、代表者の得意手法である温間圧延プロセスによって結晶粒内へ転位セル組織を均一導入すると共に粒界形状を制御することで達成する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究計画の概要】油井管用Ni-20%Cr合金の水素脆化を対象として、代表者による直近の事前検討成果から生まれた独自の学術的な「問い」：(1)粒界破壊き裂は連続的に成長するのではなく、不連続成長するのではないか？；(2)粒界への転位パイルアップを抑制できれば、そして粒界破壊を抑制できれば、水素脆化を防げるのではないか？の二つに応えるための3年間の実験研究を遂行する。
問い(1)は、シリアルセクショニング法と最新のラボ用X線CT法によって粒界破壊の三次元像を取得することで実証する。問い(2)には、代表者の得意手法である温間圧延プロセスによって結晶粒内へ転位セル組織を均一導入すると共に粒界形状を制御することで達成する。
【研究実績の概要】
問い(1)に関して：前年度に引き続き、ラボ用X線CT法を用いた粒界破壊の三次元像観察およびき裂近傍のミクロ組織のSEM-EBSD法による観察を行い、本合金の水素脆化粒界破壊が不連続に起こることを示す結果を得た。
問い(2)に関して：前年度に作成した温間圧延材（厚さ9mm）のミクロ組織を観察し、期待したような粒界形状と粒内下部転位組織が導入されていることを確認した。さらに温間圧延前の容体化処理材（厚さ20mm）および温間圧延材から、引張試験用の円柱状平滑試験片を作成した。作成した引張試験片の半数については、高温高圧100MPa水素ガス中に長時間暴露し、試験片中に均一に水素を導入した。また、水素ガスを導入しない未チャージ材について引張試験を行い、応力－ひずみ曲線を取得した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験は計画通りに進捗している。研究目標達成のカギである「温間加工による組織制御」について、期待通りの粒界形状組織と粒内下部転位組織が導入できたことが大きい。さらに、実験に必要な数の引張試験片を作成して、これら高温高圧水素ガス中での水素暴露も年度内に完了できた。関連論文１報、口頭発表５件と活発な成果公開を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進行しており、当初計画通りに研究を進める。研究のさらなる推進としては、水素脆化を克服する新しいプロセス手法として代表者の得意手法である温間圧延プロセスの有用性をアピールするために、その適用例の拡大を行う必要がある。このため、本研究で遂行中の耐水素脆化特性とは異なる材料課題で温間圧延プロセスを適用する研究提案を行い、日本鉄鋼協会からの研究助成を獲得した。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
