2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of resistance to hydrogen embrittlement and reliability of multi-phase Nb-TiNi alloys
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26420719
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
石川 和宏 金沢大学, 機械工学系, 教授 (10312448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 良穂 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20126626)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水素透過 / 組織制御 / 構造変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
合金膜を透過する水素の流束は、膜前後の水素固溶量の絶対値ではなく、水素固溶量の差によって決まる。そのため、耐水素脆化性を向上させるには、膜前後の水素高容量の差を維持しながら、水素吸蔵量の絶対値を低減させることが求められる。昨年までの成果により、Nb-TiNi合金は水素透過の下流側圧力である0.1MPa下で0.5H/Mを超える水素を固溶している。この水素は水素透過に全く寄与せず合金の耐水素脆化性を悪化させるものであり、低減が必要である。
Wを添加したNb-TiNi合金の水素吸蔵量を測定したところ、水素透過を行う圧力、すなわち0.5-0.1MPa下において、無添加材と比較して水素固溶量の差はほとんど変化しなかったが、水素吸蔵量はそれぞれ20%程度低下した。また、この圧力範囲での水素固溶係数Ｋもほとんど変化しなかった。水素透過試験を行ったところ、Wを添加しても水素透過性度Φはほとんど変化しなかった。水素拡散係数をＤとしたとき、Φ＝ＤＫの関係よりＤもほとんど変化しないことが見積もられた。組織観察を行ったところ、Wは鋳造状態で水素透過を担うNb相中に偏析し、W-richのbcc相とNb-richのbcc相に二相に分離していた。しかし、熱処理を行うことでWの偏析が解消され、Wが均一に固溶することが分かった。また、熱処理後も鋳造材とほぼ同等の水素透過度が得られた。Nb-TiCo合金に対しても同様の実験を行ったところ、Wは水素透過性を低下させることなく水素吸蔵量を低下させることが分かった。以上より、WはNb-TiNi合金の水素透過に関するパラメータを変化させることなく合金の水素吸蔵量を低下させる元素であると言える。
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