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アルミニウム合金の水素脆化感受性支配因子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14018
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関新居浜工業高等専門学校

研究代表者

真中 俊明  新居浜工業高等専門学校, 環境材料工学科, 講師 (60805068)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードAl-Cu-Mg合金 / 水素脆化 / SSRT試験 / 湿潤ガス応力腐食割れ試験 / 粒界破壊 / 湿潤ガス応力腐食割れ / 低ひずみ速度引張試験 / 破面観察 / 昇温脱離分析法 / HG-SCC試験 / Al-Zn-Mg(-Cu)合金 / 金属組織 / 水素挙動 / 粒界割れ / アルミニウム合金 / 水素の可視化
研究成果の概要

アルミニウム合金の水素脆化感受性は合金種により異なることが知られている。この理由が粒界近傍の金属組織に由来するのかを明らかにするために、Al-Cu-Mg合金に対して金属組織を変化させて、水素脆化感受性を低ひずみ速度引張試験および湿潤ガス応力腐食割れ試験により評価した。低ひずみ速度試験による評価では一部の時効条件で粒界割れが観察されたが、延性的な粒界割れであった。湿潤ガス応力腐食割れ試験では、いずれの条件でも水素脆化による亀裂進展は観察されなかった。これらから、Al-Cu-Mg合金は金属組織によらず、耐水素脆化特性に優れることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アルミニウム合金の水素脆化機構の解明はさらなる高強度合金開発のためには避けては通れない課題であり、これまでに多くの研究が行われてきたが、Al-Cu-Mg合金に関する研究は少なく、金属組織が水素脆化感受性に及ぼす影響はあまり調べられていなかった。本研究で、金属組織を変化させ、異なる水素脆化評価方法においても、Al-Cu-Mg合金が耐水素脆化特性を示すことを明らかにしたことは学術的に意義があると考える。また、このことは同合金系を構造物へ適用する際に有用な基礎的知見であり、構造物の軽量化に寄与するものであることから、社会的意義も大きいと考える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Assessment of hydrogen embrittlement susceptibility of an Al-Cu-Mg alloy in humid air2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Manaka, Takahiro Suzuki, Keisuke Hiyama, Junya Kobayashi, Shigeru Kuromoto and Goroh Itoh
    • 雑誌名

      MATEC Web Conf.

      巻: 326 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1051/matecconf/202032604009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高Zn濃度Al–Zn–Mg–Cu系合金の湿潤空気中での水素脆化特性2018

    • 著者名/発表者名
      真中 俊明, 當代 光陽, 和田 瑞生
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 68 号: 11 ページ: 615-620

    • DOI

      10.2464/jilm.68.615

    • NAID

      130007543306

    • ISSN
      0451-5994, 1880-8018
    • 年月日
      2018-11-30
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アルミニウム材料における環境水素および内在水素の挙動解析2021

    • 著者名/発表者名
      宇田海里, 黒川彩華, 真中俊明
    • 学会等名
      第26回溶接学会四国支部講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of hydrogen embrittlement susceptibility of an Al-Cu-Mg alloy in humid air2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Manaka, Takahiro Suzuki, Keisuke Hiyama, Junya Kobayashi, Shigeru Kuromoto and Goroh Itoh
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Aluminium Alloys 2020 (ICAA17)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 湿潤雰囲気からアルミニウム中へ侵入する水素の挙動解析2020

    • 著者名/発表者名
      真中俊明, 宇田海里, 黒川彩華
    • 学会等名
      軽金属学会第139回秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Al-4%Cu-1.5%Mg合金の湿潤大気中での耐水素脆化特性2019

    • 著者名/発表者名
      真中俊明, 吉田元春
    • 学会等名
      軽金属学会第136回春期大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 湿潤ガス応力腐食割れ試験による Al-Cu-Mg 合金の耐水素脆化の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木崇弘, 檜山佳祐, 小林純也, 真中俊明, 倉本繁, 伊藤吾朗
    • 学会等名
      第27回茨城講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Heat treatment on Hydrogen Embrittlement of Al-10Zn-2.6Mg-1.6Cu-0.2Cr alloy2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Manaka, Mitsuharu Todai
    • 学会等名
      PRICM10
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen Embrittlement Susceptibility of an Al-4%Cu-1.5%Mg Alloy in Humid Air2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Manaka, Motoharu Yoshida
    • 学会等名
      INALCO2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高Zn濃度Al-Zn-Mg系合金の引張特性に及ぼす水素と調質の影響2018

    • 著者名/発表者名
      真中俊明,和田瑞生,當代光陽
    • 学会等名
      軽金属学会第134回春期大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Al-10Zn-2.6Mg-1.5Cu-0.2Cr合金の湿潤空気中での水素脆化特性2018

    • 著者名/発表者名
      真中俊明,當代光陽,和田瑞生
    • 学会等名
      軽金属学会中国四国支部第10回講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Al-Cu-Mg合金の耐水素脆化特性におよぼす熱処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      内田勇樹,吉田元春, 真中俊明
    • 学会等名
      日本機械学会2018年茨城講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Al-10Zn-2.6Mg-1.6Cu-0.2Cr合金の湿潤空気中での水素脆化に及ぼすひずみ速度の影響2018

    • 著者名/発表者名
      真中俊明,當代光陽,和田瑞生
    • 学会等名
      軽金属学会第135回秋期大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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