Development of prevention technology of hydrogen absorption for steels by improving electrochemical property of non-metallic inclusions

• Project/Area Number: 22360300
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Material processing/treatments
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: MUTO Izumi 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20400278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HARA Nobuyoshi 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40111257) ; AKAO Noboru 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80222503) ; 菅原 優 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40599057)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2010: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 腐食防食 / 水素侵入 / 硫化物系介在物 / 水素透過 / マイクロ電気化学セル / 高強度鋼 / 炭素鋼

Research Abstract

A micro permeation cell for studying hydrogen absorption behavior in a small area on metals was developed. The preferential sites of hydrogen absorption of carbon steel surfaces were found to be MnS inclusions in near-neutral environments. It was demonstrated that the hydrogen permeation currents were extremely increased by the dissolution of MnS inclusions. HS- ions released from the sulfide dissolution promote the hydrogen absorption reaction on steel surfaces. Ti(C,N) inclusions do not dissolve and do not promote the hydrogen absorption in near-neutral environments.

Research Products

• [Journal Article] Microelectrochemical Investigationof Hydrogen Absorption and Dissolution Behavior of MnS Inclusions in Carbon Steel (2011)
  • Author(s): Izumi Muto, Jun Shinozaki, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Nobuyoshi Hara
  • Journal Title: ECS Transactions Volume: 第33巻(35号) Issue: 35 Pages: 9-20
  • DOI: 10.1149/1.3577749
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local Dissolution of MnS Inclusion and Microstructural Distribution of Absorbed Hydrogen in Carbon Steel (2011)
  • Author(s): Jun Shinozaki, Izumi Muto, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Nobuyoshi Hara
  • Journal Title: Journal of The Electrochemical Society Volume: 第158巻 Issue: 9 Pages: C302-C302
  • DOI: 10.1149/1.3611405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microelectrochemical Investigation of Hydrogen Absorption and Dissolution Behavior of MnS Inclusions in Carbon Steel (2011)
  • Author(s): Izumi Muto, Jun Shinozaki, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Nobuyoshi Hara
  • Journal Title: ECS Transactions Volume: 33 Pages: 9-20
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マイクロ水素透過セルの開発とMnS系介在物の溶解による鋼への水素侵入機構の解析 (2013)
  • Author(s): 高橋樹、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、菅原優、原信義
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第165回春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京塗(東京電機大学、東京千住キャンパス)
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] マイクロ水素透過セルの開発とMnS系介在物の溶解による鋼への水素侵入機構の解析 (2013)
  • Author(s): 高橋 樹、武藤 泉、大村朋彦、沼田光裕、菅原 優、原 信義
  • Organizer: 日本鉄鋼協会 第165回春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京(東京電機大学、東京千住キャンパス)
• [Presentation] Micro-electrochemical investigation of hydrogen absorption around MnS inclusion in carbon steel (2013)
  • Author(s): Tateru Takahashi, Naoto Sato, Izumi Muto, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
  • Organizer: 224th ECS Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco(U.S.A)
• [Presentation] マイクロ水素透過セルを用いたMnS系介在物の溶解と鋼への水素侵入挙動の解析 (2012)
  • Author(s): 高橋樹、佐藤直人、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、菅原優、原信義
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期講演大会(第151回)
  • Place of Presentation: 松山市(愛媛大学、城北キャンパス)
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] 炭素鋼中MnS系介在物の溶解と水素吸収作用のマイクロ電気化学プローブによる解析 (2012)
  • Author(s): 篠崎淳、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、原信義
  • Organizer: 日本鉄鋼協会シンポジウム「大気腐食反応に伴う水素発生・侵入の検出と界面反応機構の解明」
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市(横浜国立大学)
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] 炭素鋼中MnS系介在物の溶解と水素吸収作用のマイクロ電気化学プローブによる解析 (2012)
  • Author(s): 篠崎淳、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、原信義
  • Organizer: 日本鉄鋼協会シンポジウム「大気腐食反応に伴う水素発生・侵入の検出と界面反応機構の解明」
  • Place of Presentation: 神奈川県、横浜市、横浜国立大学
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] マイクロ水素透過セルを用いたMnS 系介在物の溶解と鋼への水素侵入挙動の解析 (2012)
  • Author(s): 高橋 樹、佐藤直人、武藤 泉、大村朋彦、沼田光裕、菅原 優、原 信義
  • Organizer: 日本金属学会2012 年秋期講演大会（第151 回）
  • Place of Presentation: 松山市(愛媛大学、城北キャンパス)
• [Presentation] ステンレス鋼中の硫化物系介在物のマイクロ電気化学特性と孔食発生機構 (2011)
  • Author(s): 武藤泉、菅原優、原信義
  • Organizer: 日本金属学会(第149回)2011年度秋期大会
  • Place of Presentation: 沖縄県宜野湾市(沖縄コンベンションセンター)
  • Year and Date: 2011-11-07
• [Presentation] ステンレス鋼中の硫化物系介在物のマイクロ電気化学特性と孔食発生機構 (2011)
  • Author(s): 武藤泉、菅原優、原信義
  • Organizer: 日本金属学会(第149回)2011年度秋期大会
  • Place of Presentation: 沖縄県、宜野湾市、沖縄コンベンションセンター(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-07
• [Presentation] マイクロ電気化学プローブによる炭素鋼中MnS系介在物の溶解と水素吸収作用の解析 (2011)
  • Author(s): 篠崎淳、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、原信義
  • Organizer: 材料と環境2011(腐食防食協会)
  • Place of Presentation: 東京都(早稲田大学)
  • Year and Date: 2011-05-25
• [Presentation] マイクロ電気化学プローブによる炭素鋼中MnS系介在物の溶解と水素吸収作用の解析 (2011)
  • Author(s): 篠崎淳、武藤泉、大村朋彦、沼田光裕、原信義
  • Organizer: 材料と環境2011(腐食防食協会)
  • Place of Presentation: 東京都、早稲田大学
  • Year and Date: 2011-05-25
• [Presentation] Microelectrochemical Investigation of Hydrogen Absorption and Dissolution Behavior of MnS Inclusions in CarbonSteel (2010)
  • Author(s): Izumi Muto, Jun Shinozaki, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Nobuyoshi Hara
  • Organizer: 218th ECS Meeting (The Electrochemical Society)
  • Place of Presentation: USA(Las Vegas)
  • Year and Date: 2010-10-10
• [Presentation] Microelectrochemical Investigation of Hydrogen Absorption and Dissoluti on Behavior of MnS Inclusions in Carbon Steel (2010)
  • Author(s): Izumi Muto, Jun Shinozaki, Tomohiko Omura, Mitsuhiro Numata, Nobuyoshi Hara
  • Organizer: 218th ECS Meeting (The Electrochemical Society)
  • Place of Presentation: Las Vegas, Nevada, USA
  • Year and Date: 2010-10-10