アルミニウム合金は、鉄鋼材料と比べると水素脆化感受性の低い構造金属材料として位置付けられている。 ただし、アルミニウム合金であっても高強度型の7000系Al – Zn – Mg合金では、水素脆化感受性が高まることが知られている。 アルミニウム合金中の水素は、溶解鋳造の過程において液相から混入するもの (内在水素) と、使用環境において固相表面から混入する水素 (環境水素) に分類される。いずれの水素侵入の場合においても、アルミニウム合金の水素脆性では、粒界での脆性破壊を伴うことが多いため、水素は粒界に偏在して、材料の力学特性の低下に作用していると考えられている。 一方、アルミニウム合金中での室温での平衡固溶水素量は極めて少なく (ppbレベル) 、また水素の拡散性は他の元素と比べて大きいため、合金中での水素の存在を捉える実験手法は困難な課題となっている。水素脆性が生じる際の水素の動的振る舞いを捉えることが、水素脆性の機構の解明やその抑制に対する方策を立てることに繋がると考えられる。
本講演では、著者がこれまで開発してきたいくつかの独自開発の動的水素可視化に関する実験手法とそれで得られた結果を紹介する。
- アルミニウム合金の環境水素脆性について
- 金属中の水素検出手法について
- 水素マイクロプリント法を用いた材料組織からの水素放出の可視化 (HMT)
- 四重極質量分析計付き超高真空材料試験装置を用いた水素放出の可視化 (QMS)
- 半導体水素センサーを検出素子とした昇温中の水素放出の可視化 (TDA)
- 両チャック駆動型試験装置を用いた水素脆性亀裂からの動的水素の可視化 (GC)
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