2008 Fiscal Year Annual Research Report
耐水素脆化性に優れた複相型水素透過合金の設計と組織制御
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18206072
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
青木 清 Kitami Institute of Technology, 工学部, 教授 (70124542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 和宏 北見工業大学, 工学部, 准教授 (10312448)
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| Keywords | 水素透過 / 組織制御 / 耐水素脆化性 / 加工性 / 固溶係数 / 拡散係数 / ジーベルツ則 |
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| Research Abstract |
Nb19Ti40Ni41合金は、鋳造状態でbcc-(Nb, Ti)相とB2-TiNi相の共晶組織からなり、熱処理により(Nb, Ti)相がTiNi相中に分散した組織へ変わる。これに伴い、水素透過度がほぼ半減することが分かった。両合金の水素吸蔵特性をPCT装置を用いて調べたところ、圧力が0.1-0.4 Mpaの実用的な範囲では、水素固溶係数Kや水素吸蔵量に大きな差異は見られなかった。水素透過度φは水素固溶係数Kと拡散係数Dの積で現されるため、水素透過度の低下は拡散係数の低下によるものと言える。組織観察の結果、鋳造材では(Nb, Ti)相とTiNi相がサブミクロンのラメラ組織を形成しており、(Nb, Ti)相の連続性が高いことが示唆される。すなわち、鋳造材では水素透過性の高い(Nb, Ti)相をより長距離拡散できるため、高い水素透過度が得られると考えられる。
水素透過合金には耐水素脆化性が不可欠であるが、その定量的な評価方法は未だ定まっていない。その前段階として、試料の割れを正確に検出するための手法について調べた。これまで、水素透過流量が急激に増大したときに割れが発生したと判断していたが、試料が割れても必ずしも流量が増大しない場合があることが分かった。逆に、測定中に健全であっても、水素放出過程で割れが生じる場合もあることが分かった。様々な条件で検討を行った結果、測定温度毎にHeによるリークチェックを行うこと、真空引きによる水素放出を避け、He置換による水素放出を行うことで、確実に試料の割れを検知できることが分かった。
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