מימן טעינה של אלומיניום באמצעות חיכוך במים
Summary
כדי להחדיר כמויות גבוהות של מימן אלומיניום וסגסוגות אלומיניום, שיטה חדשה של טעינה מימן פותחה, נקרא חיכוך בתהליך המים.
Abstract
שיטה חדשה של טעינה מימן של אלומיניום פותחה באמצעות חיכוך במים (FW) הליך. הליך זה יכול בקלות להחדיר כמויות גבוהות של מימן לתוך אלומיניום מבוסס על התגובה הכימית בין מים ואלומיניום מצופה שאינם תחמוצת.
Introduction
באופן כללי, סגסוגות אלומיניום בסיס יש עמידות גבוהה יותר מימן הסביבה מפלדה. עמידות גבוהה מימן הפרכת החומרים של סגסוגות אלומיניום נובע מסרטי תחמוצת על פני הסגסוגת חוסם מימן כניסה. כדי להעריך ולהשוות את הרגישות הגבוהה הגבוה בין סגסוגות אלומיניום, טעינת מימן מבוצעת בדרך כלל לפני בדיקה מכנית1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 15,16,17. עם זאת, ידוע כי מימן טעינת אלומיניום הוא לא קל, גם כאשר ניצול שיטות טעינה מימן כגון cathodic טעינת15, קצב הזנים איטי דפורמציה תחת אוויר לח16, או גז פלזמה מימן טעינה17. הקושי של מימן טעינת סגסוגות אלומיניום נובע גם מסרטי תחמוצת על משטח סגסוגת אלומיניום. אנו היסוד כי כמויות גבוהות יותר של מימן יכול להיות מוצג סגסוגות אלומיניום אם היינו יכולים להסיר את הסרט תחמוצת ברציפות במים. תרמודינמי18, אלומיניום טהור ללא סרט תחמוצת מגיב בקלות עם מים ויוצר מימן. בהתבסס על זה, פיתחנו שיטה חדשה של טעינת מימן של סגסוגות אלומיניום על בסיס התגובה הכימית בין מים ואלומיניום שאינו תחמוצת. שיטה זו היא מסוגלת להוסיף כמויות גבוהות של מימן לסגסוגות אלומיניום בצורה פשוטה.
Protocol
Representative Results
Discussion
אחד ההיבטים החשובים של הליך FW הוא ההחזקה של שני הדגימות לתוך הטירר המגנטי. מכיוון שמרכז הבאר הופך לאזור ללא חיכוך, מומלץ להימנע מההחזקה של הדגימות במרכז הבאר של הניצנים.
גם השליטה על מהירות הסיבוב של הבר מערבב חשוב. כאשר המהירות היא יותר מ 240 סל ד, זה הופך להיות קשה לשמור על כל?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו הייתה נתמכת מבחינה כספית בחלקה על ידי קרן אור מטאל לחינוך, Inc., אוסקה, יפן
Materials
| Air furnace | GC | QC-1 | |
| Aluminum alloy plates | Kobe Steel | Al/1.0 mass% Mg/0.8 mass% Si | |
| Electric balance | A&D | HR-200 | |
| Glass container | Custom made | ||
| Magnetic stirrer | CORNING | PC-410D | |
| Optical Comparator | NIKON | V-12B | |
| pH meter | Sato Tech | PH-230SDJ | |
| Quartz tube | Custom made | ||
| Rotary polishing machine | IMT | IM-P2 | |
| Secondary electrom microscope | JOEL | JSM-5310LV | |
| Sensor gas chromatograph | FIS Inc. | SGHA | |
| Silicon carbide emery paper | IMT | 531SR | |
| Tensile testing machine | Toshin Kogyo | SERT-5000-C | |
| Tubular furnace | Honma Riken | Custom made |
References
- Horikawa, K., Matsubara, T., Kobayashi, H. Hydrogen charging of Al-Mg-Si-based alloys by friction in water and its effect on tensile properties. Materials Science and Engineering A. 764, 138199 (2019).
- Horikawa, K. Current research trends in aluminum alloys for a high-pressure hydrogen gas container. Journal of Japan Institute of Light Metals. 60, 542-547 (2010).
- Kuramoto, S., Hsieh, M. C., Kanno, M. Environmental embrittlement of Al-Mg-Si base alloys deformed at low strain rates in laboratory air. Journal of Japan Institute of Light Metals. 52, 250-255 (2002).
- Horikawa, K., Yoshida, K. Visualization of Hydrogen in Tensile-Deformed Al-5%Mg Alloy by means of Hydrogen Microprint Technique with EBSP Analysis. Materials Transactions. 45, 315-318 (2004).
- Ueda, K., Horikawa, K., Kanno, M. Suppression of high temperature embrittlement of Al-5%Mg alloys containing a trace of sodium caused by antimony addition. Scripta Materialia. 37, 1105-1110 (1996).
- Horikawa, K., Ando, N., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen gas evolution during deformation and fracture in SCM 440 steel with different tempering conditions. Materials Science and Engineering A. 534, 495-503 (2012).
- Horikawa, K., Yamada, H., Kobayashi, H. Effect of strain rate on hydrogen gas evolution behavior during tensile deformation in 6061 and 7075 aluminum alloys. Journal of Japan Institute of Light Metals. 62, 306-312 (2012).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of diffusive hydrogen in low alloy steel by means of hydrogen microprint technique at elevated temperatures. Materials Transactions. 50, 759-764 (2009).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen during fatigue fracture in an Al-Mg-Si alloy. Journal of Japan Institute of Light Metals. 56, 210-213 (2006).
- Horikawa, K., Okada, H., Kobayashi, H., Urushihara, W. Visualization of hydrogen distribution in tensile-deformed Al-5%Mg alloy investigated by means of hydrogen microprint technique with EBSP. Journal of the Japan Institute of Metals. 68, 1043-1046 (2004).
- Yamada, H., Tsurudome, M., Miura, N., Horikawa, K., Ogasawara, N. Ductility loss of 7075 aluminum alloys affected by interaction of hydrogen, fatigue deformation, and strain rate. Materials Science and Engineering A. 642, 194-203 (2015).
- Toda, H., et al. Effects of hydrogen micro pores on mechanical properties in a 2024 aluminum alloys. Materials Transactions. 54, 2195-2201 (2013).
- Yamada, H., Horikawa, K., Matsumoto, T., Kobayashi, H., Ogasawara, N. Hydrogen evolution behavior of tensile deformation process in 6061 and 7075 aluminum alloys. Journal of Japan Institute of Light Metals. 61, 297-302 (2011).
- Horikawa, K., Kobayashi, H. Hydrogen absorption of pure aluminum by friction of the surface in water and its effect on tensile properties. Journal of the Japan Institute of Metals. 84, (2020).
- Suzuki, H., Kobayashi, D., Hanada, N., Takai, K., Hagihara, Y. Existing state of hydrogen in electrochemically charged commercial-purity aluminum and its effects on tensile properties. Materials Transactions. 52, 1741-1747 (2011).
- Horikawa, K., Hokazono, S., Kobayashi, H. Synchronized monitoring between hydrogen gas release and progress of atmospheric hydrogen embrittlement in 7075 aluminum alloy. Journal of Japan Institute of Light Metals. 66, 77-83 (2016).
- Manaka, T., Aoki, M., Itoh, G. Thermal desorption spectroscopy study on the hydrogen behavior in a plasma-charged aluminum. Materials Science Forum. 879, 1220-1225 (2016).
- Ellingham, H. J. T. Reducibility of oxides and sulphides in metallurgical processes. Journal of the Society of Chemical Industry. 63, 125-133 (1944).
- Pourbaix, M. . Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, Ist ed. , 168-176 (1966).
- Young, G. A., Scully, J. R. The diffusion and trapping of hydrogen in high purity aluminum. Acta Materialia. 46, 6337-6349 (1998).
- Smith, S. W., Scully, J. R. The identification of hydrogen trapping states in an Al-Li-Cu-Zr alloy using thermal desorption spectroscopy. Metallurgical and Materials Transactions A. 31, 179-193 (2000).
