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2013 Fiscal Year Final Research Report

Study of hydrogen embrittlement behavior by using pure Fe containing high-density lattice defects

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23360304
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

TODAKA YOSHIKAZU  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345956)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) UEJI Rintaro  大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (80380145)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords強度 / 靭性 / 水素脆化 / ナノ組織 / 格子欠陥 / 巨大ひずみ加工
Research Abstract

Grain refinement is important to create high strength metals, since both strength and toughness can be improved by grain refining. During the past decade, fabrication of bulk nano- / submicron- structured metals by severe plastic deformation (SPD), such as high-pressure torsion (HPT) straining, has evolved. Such SPD-processed metals often show extraordinary high strength and ductility. However, increase in tensile strength over 1.2 GPa in steels generally lead to hydrogen embrittlement (HE).
In this study, HE behavior was investigated by means of tensile test with wide-range strain rate of 10 -3 ~ 10 +3 s-1 in the nano-structured pure Fe produced by HPT-straining, since this investigation focused on the interaction of lattice defects and hydrogen in the sample during tensile test. In addition, we made the correlation between the influence of hydrogen on the void formation / crack propagation and the fracture / dynamic response by means of fractography.

  • Research Products

    (38 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (28 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Mechanical behavior of a microsized pillar fabricated from ultrafine-grained ferrite evaluated by a microcompression test2014

    • Author(s)
      T. Nagoshi, A. Shibata, Y. Todaka, T. Sato, M. Sone
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: Vol.73 Pages: 12‐18

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2014.03.048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiographic and tomographic neutron bragg imaging for quantitative visualization of wide area crystalline structural information2014

    • Author(s)
      H. Sato, Y. Shiota, Y. Todaka, T. Shinohara, T. Kamiyama, M. Ohnuma, M. Furusaka, Y. Kiyanagi
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: Vols.783‐786 Pages: 2109‐2114

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.783-786.2109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallographic orientation dependence of ε martensite transformation during tensile deformation of polycrystalline 30% Mn austenitic steel2013

    • Author(s)
      R. Ueji, Y. Takagi, N. Tsuchida, K. Shinagawa, Y. Tanaka, T. Mizuguchi
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A

      Volume: Vol.576 Pages: 14‐20

    • DOI

      10.1016/j.msea.2013.03.071

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grain size effect on high-speed deformation of Hadfield steel2012

    • Author(s)
      R. Ueji, D. Kondo, Y. Takagi, T. Mizuguchi, Y. Tanaka, K. Shinagawa
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: Vol.47 Pages: 7946-7953

    • DOI

      10.1007/s10853-012-6604-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fracture behavior transition by change of strain rate in dislocation-induced Si steels2012

    • Author(s)
      T. Mizuguchi, R. Ueji, H. Miyagawa, Y. Tanaka, K. Shinagawa
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: Vols.706‐709 Pages: 2187‐2192

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.706-709.2187

  • [Journal Article] Effect of grain size and grain orientation on dislocations structure in tensile strained TWIP steel during initial stages of deformation2012

    • Author(s)
      G. Dini, R. Ueji
    • Journal Title

      Steel Research International

      Volume: Vol.83 Pages: 374‐378

    • DOI

      10.1002/srin.201100308

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of solute carbon on high speed deformation of Hadfield steel2012

    • Author(s)
      R. Ueji, T. Yoshisako, Y. Todaka, T. Mizuguchi, Y. Tanaka, K. Shinagawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 3rd International Symposium on Steel Science, ISSS-2012

      Pages: 203-206

    • URL

      http://www.steelscience.org/symposiums/2012/index.html

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 準安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS301L のTRIP 硬化におよぼすひずみ速度の影響2011

    • Author(s)
      高木勝規, 上路林太郎, 水口隆, 土田紀之
    • Journal Title

      鉄と鋼

      Volume: Vol.97 Pages: 44-50

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.97.450

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Origin of Uniform Tensile Elongation in Pure Fe after High-Pressure Torsion-Straining2014

    • Author(s)
      Y. Todaka, T. Otsuki, S. Morooka, S. Harjo, M. Umemoto
    • Organizer
      The 6th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation (NanoSPD6)
    • Place of Presentation
      France, Metz
    • Year and Date
      20140630-0704
  • [Presentation] その場中性子同折法によるサブミクロン結晶粒極低炭素鋼の引張変形挙動解析2014

    • Author(s)
      大槻匠, 戸高義一, 冨永尚吾, 東利樹, 梅本実, 諸岡聡
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第167回春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 【努力賞受賞】
    • Year and Date
      20140321-23
  • [Presentation] サブミクロン結晶粒極低炭素鋼におけるボイドの形成・連結に及ぼす水素の影響2014

    • Author(s)
      佐藤宏和, 戸高義一, 大塚晃生, 冨永尚吾, 梅本実
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第167回春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20140321-23
  • [Presentation] 陰極水素チャージしたサブミクロン結晶粒極低炭素鋼における引張ひずみ速度による破面形態の変化2013

    • Author(s)
      戸高義一, 梅本実, 大塚晃生, 冨永尚吾, 上路林太郎
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第165回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      20130327-29
  • [Presentation] その場中性子回折法によるサブミクロン結晶粒純Fe の引張変形挙動解析2013

    • Author(s)
      大槻匠, 戸高義一, 橋本元仙, 梅本実, 諸岡聡
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部 第23回学生による材料フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 【優秀ポスター賞受賞】
    • Year and Date
      2013-11-01
  • [Presentation] 高密度格子欠陥を導入した純Fe の力学的特性に及ぼす水素の影響2013

    • Author(s)
      佐藤宏和, 戸高義一, 冨永尚吾, 大塚晃生, 梅本実
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部第23回学生による材料フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2013-11-01
  • [Presentation] 高密度格子欠陥を導入した純Fe の引張特性に及ぼす熱処理の影響2013

    • Author(s)
      東利樹, 戸高義一, 梅本実, 橋本元仙, 寄本真久
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部第23回学生による材料フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 【優秀ポスター賞受賞】
    • Year and Date
      2013-11-01
  • [Presentation] 巨大ひずみ加工した高密度格子欠陥鉄鋼材料の水素脆化挙動2013

    • Author(s)
      戸高義一
    • Organizer
      鉄鋼協会 材料の組織と特性部会 シンポジウム 『革新的水素侵 入抑制表面の構築に向けて』
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2013-03-27
  • [Presentation] Strain Rate Dependence of Hydrogen Embrittlement of Low Carbon Steel Martensite2012

    • Author(s)
      R. Ueji, Y. Nagaki, A. Otsuka, Y. Todaka
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials (ISAEM- 2012)
    • Place of Presentation
      Japan, Toyohashi
    • Year and Date
      20121105-08
  • [Presentation] Tensile Property of Hydrogen-Charged Submicrocrystalline Ultra-Low Carbon Steel Produced by High-Pressure Torsion-Straining2012

    • Author(s)
      Y. Todaka, K. Morisako, A. Otsuka, R. Ueji, T. Omura, K. Kobayashi, M. Umemoto
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Designing, Processing and Properties of Advanced Engineering Materials (ISAEM-2012)
    • Place of Presentation
      Japan, Toyohashi
    • Year and Date
      20121105-08
  • [Presentation] 高密度格子欠陥を有するサブミクロン結晶粒極低炭素鋼の加工硬化挙動2012

    • Author(s)
      戸高義一, 橋本元仙, 冨永尚吾, 梅本実
    • Organizer
      日本金属学会 第151回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      20120917-19
  • [Presentation] 低炭素鋼マルテンサイトの室温引張変形のひずみ速度依存性と水素脆性2012

    • Author(s)
      永木裕子, 森岡篤志, 上路林太郎, 大塚晃生, 戸高義一
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第164回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      20120917-19
  • [Presentation] Influence of strain rate on hydrogen embrittlement in submicrocrystalline ultra-low carbon steel produced by high-pressure torsion straining2012

    • Author(s)
      Y. Todaka, K. Morisako, R. Ueji, A. Otsuka, M. Umemoto
    • Organizer
      The 2012 International Hydrogen Conference
    • Place of Presentation
      U.S.A., Moran, Wyoming
    • Year and Date
      20120909-12
  • [Presentation] Effect of solute carbon on high speed deformation of Hadfield steel2012

    • Author(s)
      R. Ueji, T. Yoshisako, Y. Todaka, T. Mizuguchi, Y. Tanaka, K. Shinagawa
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Steel Science (ISSS 2012)
    • Place of Presentation
      Japan, Kyoto
    • Year and Date
      20120527-30
  • [Presentation] Influence of punching velocity in small punch test on hydrogen embrittlement in ultra-low carbon steel with ultrahigh density lattice defects2012

    • Author(s)
      Y. Todaka, K. Morisako, Y. Matsumoto, R. Ueji, A. Otsuka, M. Umemoto
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Steel Science (ISSS 2012)
    • Place of Presentation
      Japan, Kyoto
    • Year and Date
      20120527-30
  • [Presentation] 巨大ひずみ加工により高密度格子欠陥を導入した極低炭素鋼の水素脆化挙動に及ぼす力学的特性と破壊形態の関係2012

    • Author(s)
      大塚晃生, 戸高義一
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部 第22回学生による材 料フォーラム
    • Place of Presentation
      豊橋サイエンスコア 【優秀ポスター賞受賞】
    • Year and Date
      2012-11-22
  • [Presentation] 極低炭素ナノ結晶粒鋼と低炭素鋼マルテンサイトの室温引張変形のひずみ速度依存性と水素脆性2012

    • Author(s)
      永木裕子, 森岡篤志, 上路林太郎, 大塚晃生, 戸高義一
    • Organizer
      日本鉄鋼協会・日本金属学会 中国四国支部 鉄鋼第55回・金属 第52回合同講演大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学
    • Year and Date
      2012-08-09
  • [Presentation] 極低炭素鋼の加工硬化挙動, 鉄鋼材料の加工硬化特性への新たな要求と基礎研究2012

    • Author(s)
      戸高義一, 梅本実
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 材料の組織と特性部会 加工硬化特性と組織研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神田エッサム
    • Year and Date
      2012-03-31
  • [Presentation] HPT加工により高密度格子欠陥を導入した極低炭素鋼の力学特性に及ぼす水素の影響, 多階層組織金属材料の組織-機械的特性の関係解明2012

    • Author(s)
      戸高義一
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 自主フォーラム
    • Place of Presentation
      四季の湯 強羅静雲荘
    • Year and Date
      2012-03-02
  • [Presentation] HPT 加工された極低炭素鋼と低炭素マルテンサイト鋼における水素脆性挙動の比較2012

    • Author(s)
      永木裕子, 大塚晃生, 森岡篤志, 上路林太郎, 戸高義一
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 中国四国支部 第24回「若手フォーラム」
    • Place of Presentation
      岡山国際交流センター
    • Year and Date
      2012-02-29
  • [Presentation] 熱処理によるサブミクロン結晶粒極低炭素鋼の引張特性変化2011

    • Author(s)
      冨永尚吾, 戸高義一
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会 東海支部 第21回学生による材料フォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2011-12-01
  • [Presentation] HPT加工されたフェライト鉄における粒界性格の変化が機械的特性に及ぼす影響2011

    • Author(s)
      名越貴志, 柴田曉伸, 曽根正人, 戸高義一
    • Organizer
      日本金属学会 第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] 高密度格子欠陥を導入した極低炭素鋼の水素脆化に及ぼすスモールパンチ試験速度の影響2011

    • Author(s)
      森迫和宣, 大塚晃生, 戸高義一, 梅本実, 松本佳久
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] 高密度格子欠陥を導入した極低炭素鋼の水素脆化におよぼす引張ひずみ速度の影響2011

    • Author(s)
      大塚晃生, 戸高義一, 梅本実
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] HPT 加工により高密度格子欠陥を導入した極低炭素鋼の加工硬化挙動2011

    • Author(s)
      橋本元仙, 戸高義一, 梅本実
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] HPT 加工による極低炭素鋼の組織変化2011

    • Author(s)
      寄本真久, 戸高義一, 梅本実
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] High Pressure Torsion加工された極低炭素鋼の高速変形2011

    • Author(s)
      吉迫竜也, 上路林太郎, 大塚晃生, 森迫和宣, 戸高義一
    • Organizer
      日本鉄鋼協会・日本金属学会 中国四国支部 鉄鋼第54回・金属第51回合同講演大会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2011-08-08
  • [Presentation] 水素チャージされた高強度鋼におけるひずみ速度変化に伴う破壊形態の遷移2011

    • Author(s)
      永木裕子, 上路林太郎, 大塚晃生, 森迫和宣, 戸高義一
    • Organizer
      日本鉄鋼協会・日本金属学会 中国四国支部 鉄鋼第54回・金属第51回合同講演大会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2011-08-08
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 機械工学系 材料機能制御研究室

    • URL

      http://martens.me.tut.ac.jp/

  • [Remarks] 大阪大学 機能性診断学分野 (藤井研究室)

    • URL

      http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/dpt9/index.html

URL: 

Published: 2015-06-25  

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