日本发现有助于提高金属材料抗疲劳强度的新方法

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日本发现有助于提高金属材料抗疲劳强度的新方法



2010-7-6  日经BP社


日本九州大学的研究小组发现了有助于解决金属材料抗疲劳强度特性下降的“氢脆化（Hydrogen Embrittlement）”问题的方法。研究表明，凭借大量的氢，可以提高金属的强度。氢燃料电池车及加氢站容易发生氢脆化问题，原来设想30年的寿命可能变成只有1年，因此亟需查明氢脆化的原因。

为了防止由氢脆化引发的事故，需要开发出使氢无法侵入到材料中的技术，或者即使有氢侵入也不会有多大影响的材料。不过，由于很难防止氢侵入材料，因此目前正设想在某种程度的氢侵入基础上，确立安全的设计及制造方法。

在氢脆化的研究过程中，九州大学的研究小组为了强化氢的影响，在使大量的氢侵入不锈钢材料的条件下进行了实验。结果却与预想相反，不锈钢的抗疲劳强度反而得到显著提高。因此该研究小组得出了与以往的“侵入材料中的氢的数量越多，材料的强度特性就越差”的常识相反的结论。

该研究小组通过对疲劳开裂的发展情况进行微观观察，成功解开了氢脆化的谜团。另外还找到了改变反复施加的力的速度时，氢脆化现象的程度出现显著变化的原因。由此查明了材料中的氢的数量以及反复施加的力的速度对材料抗疲劳强度特性的影响。这些发现可能会对氢处理设备及设施的设计带来很大影响。

该研究是作为日本独立行政法人新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的委托项目“氢尖端科学基础研究事业（平成18～24年度）”而进行的。（记者：浜田 基彦）