| 研究課題/領域番号 |
26630351
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
津崎 兼彰 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40179990)
|
|---|
| 研究分担者 |
福島 良博 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40156774)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 水素ステーション / 高圧水素ガス / 耐水素鋼 / オーステナイト鋼 / 水素脆化 / 金属疲労 / 疲労き裂進展 / マルテンサイト変態 |
|---|
| 研究実績の概要 |
燃料電池自動車と水素ステーションの普及拡大には、水素脆化しにくく低コストの新しい構造材料の開発が必要である。本研究では、現在使用が認められている高合金高コストのSUS316L鋼と同等の材料強度特性を有し、コストをその半分以下にできる新しい汎用の鉄鋼材料の萌芽としてFe-高Mn系オーステナイト合金の開発検討を行った。オーステナイト相（FCC）の相安定性と塑性変形様式の新規着眼点からの新合金の設計と作製、新合金7種類の高圧水素ガス中での材料強度試験を行い、水素社会実現に貢献する水素ステーション用の「耐水素鋼」の材料萌芽を見出すことを目標とした。
平成26年度は、新合金候補材料の製造と引張強度特性の試験を行った。合金製造では、CALPHAD法によるFCC相の安定性の計算を主体とした合金成分の設計を行い、候補材料を７種類製造した。これらを水素ステーション用の構造材料の評価法として確立している手法の一つであり、比較的短時間で結果を出せる低ひずみ速度引張試験を高圧水素ガス中で行い、候補材料のスクリーニングを行った。さらに平成27年度に計画していた候補材料のCT試験片を用いたき裂進展試験まで遂行して、水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しない鋼種（Fe-30Mn-4Si-2Al）を見出すことが出来た。またこのFe-30Mn-4Si-2Al合金と同等の相安定性を有して大量生産可能なFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金を制作した。
平成27年度は、Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金の高圧水素環境下での疲労き裂進展試験とともに試験後のミクロ観察を行い、本合金では水素環境下で疲労き裂進展速度が加速しないことを明らかにした。さらに、き裂進展挙動自体は水素によって変化することを見出した。
以上、水素社会実現に貢献する水素ステーション用の「耐水素鋼」の材料萌芽を見出すことを達成した。
|
