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金属材料の脆化の解明とその防止

研究課題

研究課題/領域番号 05452285
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京大学

研究代表者

菅野 幹宏  東京大学, 工学部, 教授 (60011128)

研究分担者 岡田 浩  東京大学, 大学院・工学系研究科・博士課程, 大学院生 日本学術振
伊藤 吾朗  東京大学, 工学部, 助手 (80158758)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1994年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1993年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワード金属材料の破壊 / 粒界破壊 / 極微量不純物 / 質量分析計 / 超高真空材料試験装置 / 水素分圧 / 不純物ナトリウム / 不純物水素 / アルミニウム-銅合金 / 脆化 / 結晶粒界割れ / 微量不純物 / ナトリウム / 超高真空 / 四重極質量分析計
研究概要

前年度にはA1-4%Cu合金の粒界割れによる脆化におよぼす極微量不純物元素の影響を検討した。ピーク時効処理後に引張試験をすると粒界割れを呈するが、GD-MSによる極微量分析の結果によれば1ppm以下のNaが関係していると考えられた。そこで、99.999%純度のアルミニウムを用いて作製した合金に1ppmまでのNaを添加し、1ppm以下のレベルでもNa量が増加すると粒界破面率が増加することを明らかにした。すなわち、このような極微量不純物元素が脆化と関係していることが明確となった。
本年度は不純物の水素に注目して研究を行なった。これまで純銅、チタン、アルミニウムなど汎用金属はすべて引張試験を行なうと破断時に水素を放出することが分かっている。破壊に先立って変形中にも水素が試料から放出されているものと考えられるが、従来変形中の水素ガス放出の検討は不可能であった。そこで材料試験機に付帯する超高真空試料室の真空度水素分圧を低下させれば可能になると考え、昨度迄に年真空度の改善を計り、10^<-9>Paの超高真空を達成した。しかし現有する質量分析計は放出ガスが多く、10^<-9>Paの超高真空でも水素のバックグラウンドが高くなるために十分水素放出の検討ができる状況ではなかった。それ故超高真空仕様の四重極質量分析計の導入を計り、変形途中における水素放出を効率よく把握できるかどうかを検討した。現在までの結果では、なおm/e=19のガス放出があり、その対策を検討している。この検討の過程で、水素放出がある場合にはメタンも放出されることが多く、このメタンの検出を通して、放出水素ガスの検討ができることが判明した。これらの検討と並行して高融点で反応性の低いことから将来の耐熱高融点材料として期待されているイリジウムの粒界割れについても検討した。やはりこの場合も粒界割れと不純物水素とが関係している事を示唆する水素放出が観測された。水素量を低減させての試験を引き続き行なう予定である。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] T.Hino,H.Okada and M.Kanno: "Analysis of Hydrogeu Evolved from Fracture Surface of a TiAl Alloy" Scripta Metallurgica et Materialia. 29. 1029-1033 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒木一郎,水野博之,菅野幹宏: "黄銅の脆化防止に関する研究" 伸銅技術研究会誌. 33. 219-225 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅野幹宏,岡田浩,伊藤吾朗: "変形中の金属材料から放出される種々のガス成分の検出" 日本金属学会誌. 59(3号に掲載予定). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hino, H.Okada and M.Kanno: ""Analysis of Hydrogen Evolved from Fracture Surface of a TiAl Alloy"" Scripta Metallurgica et Materialia. vol.29, No.8. 1029-1033 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Araki, H.Mizuno and M.Kanno: ""Prevention of Embrittlement in a Cu-30%Zn Alloy by a Trace Addition of Zirconium"" Journal of the Japan Copper Brass Research Association. vol.33. 219-225 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kanno, H.Okada and G.Itoh: ""Detection of Gasses Evolved from Metallic Materials during Deformation"" Journal of the Japan Institute of Metals. vol.59, No.3 (in press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hino,H.Okada and M.Kanno: "Analysis of Hydrogen Evolved from Fracture Surface of a TiAl Alloy" Scripta METALLURGICA et MATERIALIA. 29. 1029-1033 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 荒木一郎,水野博之,菅野幹宏: "黄銅の脆化防止に関する研究" 伸銅技術研究会誌. 33. 219-225 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 菅野幹宏,岡田 浩,伊藤吾朗: "変形中の金属材料から放出される種々のガス成分の検出" 日本金属学会誌. 59(3号に掲載予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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