2007 Fiscal Year Annual Research Report
燃料電池システム構成材料の超長時間疲労強度に及ぼす高圧水素ガス雰囲気の影響
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17360052
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
野口 博司 Kyushu University, 工学研究院, 教授 (80164680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東田 賢二 九州大学, 工学研究院, 教授 (70156561)
尾田 安司 九州大学, 工学研究院, 助教 (20091340)
青野 雄太 九州大学, 工学研究院, 准助教 (70264075)
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| Keywords | 水素 / 燃料電池 / 金属疲労 / き裂伝ぱ / 疲労限度 |
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| Research Abstract |
燃料電池システム構成材料としての使用材料候補として、オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金を取り上げ、それらの疲労強度特性を評価した。疲労寿命は、疲労き裂発生寿命と伝ぱ寿命の和から構成されている。しかしながら、疲労き裂発生寿命は大きくばらつき材料特性となり難く、また実機ではさまざまな応力集中源により疲労発生寿命は無視できる。そこで金属疲労強度特性のなかでも、疲労き裂伝ぱ特性および停留特性に及ぼす水素ガスの影響をしらべた。その際、水素ガスチャンバー内での材料挙動を把握するため、チャバーに特殊な観察窓を設けることによって、疲労き裂伝ぱ過程のその場観察を行う研究手法を採用した、以下の結論を示す。
1.オーステナイト系ステンレス鋼SUS304,SUS316Lにおける疲労き裂の停留近傍特性について詳細に検討した。この領域においては水素ガスの影響はあまりないことがわかった。それは、き裂開閉口挙動に関係することが示唆された。
2.アルミニウム合金6061-T6の疲労き裂伝ぱ特性に及ぼす荷重の周波数依存性を調べた。それによると、周波数を小さくすると疲労き裂伝ぱ速度は早くなることがわかった。
3.材料内の水素を調整することによって、純チタンの疲労強度特性を調べた。それによると、疲労き裂発生過程には、適度の水素量であるば、水素はからずしも害を及ぼさない。
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