水素脆性と金属材料の機械的性質の変化
- 水素脆性した金属材料は、水素脆性していない同じ材料と比較して、機械的性質に変化が生じます。例えば、硬度や引張り強さは変わらないことが多いですが、伸びや絞りが落ちることがあります。
- 水素脆性とは、水素が金属内部に侵入し、その結果として金属の結晶構造が変化してしまう現象です。この結晶構造の変化により、金属の機械的性質にも変化が現れます。
- 具体的には、水素脆性した金属材料は、通常の状態に比べて伸びや絞りが減少し、その結果として引張り強さも低下することがあります。しかし、硬度は変わらない場合が多いです。
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水素脆性について
水素脆性した金属材料は水素脆性していない同材と比較して機械的性質はどう変化するのですか？例えば、硬度、引張り強さは変わらないが、伸び及び絞りが落ちるとかいうことはあるのでしょうか？
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鉄鋼材料に限定してお話します。 硬度、引張り強さは変わらないが、伸び及び絞りが落ちる、という認識でよいと思います。 鉄鋼中に水素が吸蔵されると脆化します。特に高強度鋼で顕著な現象です。 有名な水素脆性の事例として、橋や鉄塔の鉄骨を高強度鋼のボルトで締め付けたところ、締め付け強度が高まるどころか、ボルトの首に亀裂が発生して頭部が折れて外れてしまうという事故が多発しました。結果として、あまり高強度のボルトは使われなくなりました。 水素脆化を避けるには重防食する必要があります。メッキは逆効果です。メッキした後は、加熱して水素を追い出す必要があります。
回答が付かないようなので・・・ C1100(タフピッチ銅)での話です。 水素中で800℃加熱Ｘ１時間すると、Cu中のCuOが還元されて脆化します。 引張強度は約50%、のびは85%に落ちました。 硬さ、絞り性はわかりません。 他の金属はわかりませんが、参考になりましたら幸いです。
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