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2011 Fiscal Year Annual Research Report

拡散性水素の挙動に着目した水素脆化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22560689
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

伊藤 吾朗  茨城大学, 工学部, 教授 (80158758)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 伸英  茨城大学, 工学部, 准教授 (70203156)
Keywords水素 / アルミニウム合金 / ステンレス鋼 / き裂 / 金属間化合物相 / 侵入挙動 / 金属組織 / トリチウムオートラジオグラフィ
Research Abstract

水素の挙動調査における有効な方法の一つとして、金属材料中へ侵入した水素の存在位置を金属組織と対応づけて知ることができるトリチウムオートラジオグラフィ(TARG)がある。平成22年度は、脆化を示す高強度の7075アルミニウム合金について、無負荷でき裂がない場合に、水素が粗大な金属間化合物相(おもにAl_7Cu_2Fe相)から侵入することをTARGにより明らかにした。これを受けて平成23年度は同じくTARGを用いて、動的環境下(き裂先端)での水素挙動を明らかにすること、モデルとなるアルミニウム合金を作製しAl_7Cu_2Fe以外に存在するMgZn_2化合物の影響を調査すること、新たにステンレス鋼(SUS304)中の水素の挙動を明らかにすることを試みた。SUS304では、トリチウムの侵入深度が浅く、チャージ後の鏡面仕上げの際にその全てが取り去られ、分布を得ることはできなかった。一方アルミニウム合金で、動的環境下での水素侵入挙動を金属組織の関係で調査した。動的環境下での水素侵入挙動については、予き裂を導入したA7075-T6材およびA6061-T6材に応力負荷環境でTARGを行い、き裂先端への水素の侵入・集積を調査した。結果的にはトリチウムの侵入を確認することができなかったが、これはき裂近傍への乳剤の塗布が困難であることが原因と考えられた。また7000系合金の主要な金属間化合物であるMgZn_2相の水素の侵入挙動への影響を調査した結果、粒子サイズが大きい(1四m以上)MgZn2相は水素の侵入サイトとなるが、侵入への助長効果はAl_7Cu_2Fe相に比べて小さいと考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

応力負荷がない場合のアルミニウム合金への侵入挙動については、計画通り進行したが、応力負荷状態での侵入挙動を明らかにすることができなかったこと、および鉄鋼等他の金属材料の挙動を明らかにすることができなかったことなどから、計画に比べてやや遅れていると評価した。

Strategy for Future Research Activity

上記の進捗状況を考慮し、材料種を拡げるのではなく、アルミニウムと鉄銅について詳しく検討を進めるとこにする。両材料について、水素脆化を示す材料とそうでない材料を試験材として、応力負荷状態での侵入挙動を確実に明らかにする。とくに鉄銅材料ではフェライト系かオーステナイト系かで挙動が大きく異なることが予想され、現在、両系およびフェライトとオーステナイトが混在する2相系のステンレス銅をそろえて、調査を始めつつある。

  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Behavior of Hydrogen in Electrolytically Charged Aluminum2012

    • Author(s)
      Tomohiro Tsutsumi, Takahito Watakabe, Goroh Itoh
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 409 Pages: 84-87

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.409.84

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Behavior of Hydrogen Invasion in Aluminun Alloys from Different Environments2012

    • Author(s)
      Takahito Watakabe, Goroh Itoh, Yuji Hatano
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 409 Pages: 92-95

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/AMR.409.92

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Visualization of hydrogen electrolytically charged Aluminum2011

    • Author(s)
      Tomohiro Tsutsumi, Goroh Itoh, Nobuhide Itoh
    • Organizer
      The 7th International Student Conference at Ibaraki University
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2011-12-04
  • [Presentation] Analysis of the Behavior of hydrogen in the vicinity of crack tip in 7075 and 6061 aluminum alloys2011

    • Author(s)
      Goroh Itoh, Hideki Iwahashi, Yuji Hatano
    • Organizer
      The 7th International Student Conference at Ibaraki University
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] Effect of intermetallic compound particles on the behavior of hydrogen in aluminum2011

    • Author(s)
      Takahito Watakabe, Masahiko Nakano, Goroh Itoh
    • Organizer
      The 7th International Student Conference at Ibaraki University
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] Behavior analysis on the desorption of hydrogen in an Al-Mg alloy by means of hydrogen microprint technique2011

    • Author(s)
      Katsuhiro Saitoh, Ryoto Koyama, Tomohiro Tsutsumi, Goroh Itoh
    • Organizer
      The 7th International Student Conference at Ibaraki University
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] Behavior of hydrogen in electrolytically charged SCM435 steel2011

    • Author(s)
      Nobuhiro Miyata, Yuya Masuda, Tomohiro Tsutsumi, Goroh Itoh
    • Organizer
      The 7th International Student Conference at Ibaraki University
    • Place of Presentation
      茨城県阿見町
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] 水素マイクロプリント法によるAl-Mg合金中の水素の放出挙動解析2011

    • Author(s)
      伊藤吾朗, 齋藤勝大, 小山僚人, 堤友浩
    • Organizer
      軽金属学会第121回秋期大会
    • Place of Presentation
      東京都新宿区
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] アルミニウム合金におけるき裂先端近傍の水素の挙動2011

    • Author(s)
      伊藤吾朗, 岩橋秀樹, 渡壁尚仁, 伊藤伸英
    • Organizer
      軽金属学会第121回秋期大会
    • Place of Presentation
      東京都新宿区
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] アルミニウムにおける環境水素の挙動に及ぼす金属間化合物の影響2011

    • Author(s)
      伊藤吾朗, 渡壁尚仁, 中野雅彦
    • Organizer
      軽金属学会第121回秋期大会
    • Place of Presentation
      東京都新宿区
    • Year and Date
      2011-11-12
  • [Presentation] 電解チャージしたSCM435鋼中の水素の挙動2011

    • Author(s)
      宮田修宏, 増田勇也, 堤友浩, 伊藤吾朗
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      吹田市
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] アルミニウム合金中における金属間化合物の水素放出挙動への影響2011

    • Author(s)
      中野雅彦, 渡壁尚仁, 伊藤吾朗
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2011-05-22
  • [Presentation] アルミニウム合金における晶出第二相からの水素侵入挙動2011

    • Author(s)
      伊藤吾朗, 渡壁尚仁, 波多野雄治
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2011-05-22
  • [Presentation] 7075および6061アルミニウム合金におけるき裂先端近傍の水素挙動2011

    • Author(s)
      伊藤吾朗, 岩橋秀樹, 渡壁尚仁, 車田亮, 波多野雄治
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2011-05-21
  • [Presentation] 電解チャージしたアルミニウム合金中の環境水素の挙動2011

    • Author(s)
      堤友浩, 伊藤吾朗, 伊藤伸英
    • Organizer
      軽金属学会第120回春期大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2011-05-21

URL: 

Published: 2013-06-26  

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