虽然高强度(HS)为新一代汽车钢是一个潜在的材料,它的机械性能缺点由于氢脆。最近调查骨折引起的脆化HS钢标本被研究人员一丝不苟地执行。
图片来源:索菲亚大学
他们的发现提供了洞察这种类型的原子级的缺陷存在于骨折HS钢的晶体结构。这些信息将会改善当前的理解氢脆,可以打开镇压可能性找到解决方案。
使汽车更轻的众多策略来降低运输所需能源。高强度钢(HS)是理想的候选人材料为这个目的,因为他们利用更少的金属产生类似水平的结构完整性由于其显亚博网站下载著的weight-to-strength比率。
许多汽车制造商认为h钢将是一个至关重要的部分在未来广泛的汽车。然而,有一个明显的问题,必须解决这个成为现实。
氢脆现象发生在HS钢铁暴露在雨水(H2O)或氢。氢原子渗入材料的晶格结构,逐步削弱它的概率,增加机械应力下压裂。
科学家已经注意到,粒间(IG)骨折,这发生在晶界的晶体点阵,经常造成h钢的氢脆。
不幸的是,因为其他形式的骨折经常同时发生,检查的根本原因是具有挑战性的钢铁商品特定类型的骨折。
为了解决这一问题,Kenichi Takai教授领导的一个研究小组索菲亚大学在日本最近进行的一项研究。他们能够创造几乎纯搞笑骨折使变脆h钢样品的设计巧妙的替代标准拉伸测试用于评估材料的力学特性。亚博网站下载
他们可以检查这些骨折以前所未有的细节。索菲亚大学的研究生院的孝宏千叶博士,世卫组织目前正在与新日铁公司,也是这项研究的合著者,在1月15日出版th2023年,卷223Scripta Materialia和10月1日公布于网上圣,2022年。
在传统金属拉伸试验中,样品的形式狗骨头拉伸断裂点。正如上面提到的,这可能导致骨折除了搞笑骨折,包括quasi-cleave骨折,酒窝,和剪切的嘴唇。
为了避免这种情况,研究人员开发出一种新颖的机械试验,涉及氢充电期间多次装卸的示例。
我们的减负荷测试旨在逐步减少材料的极限抗拉强度(ut)。我们实现了通过反复删除加载后立即应用于试样拉伸应力下达到生产氢和重复收费。
Kenichi Takai,工程和应用科学学院科技、索菲亚大学亚博老虎机网登录
提出的减负荷测试有效地创建纯搞笑骨折,证明了用扫描电子显微镜(SEM)图像。
研究小组推测,这是因为,每个卸载步骤后,氢原子得到充足的时间来填写新的骨折中创建的材料,使骨折提前完全沿着晶界。
研究人员仔细移除受损的小块样品接近断裂表面,利用他们对热解吸谱(L-TDS)稍低洞察晶格缺陷直接低于骨折。
使用这种方法,缺陷的数量和类型的材料是由跟踪气体的速度(在这个例子中,氢)使解除吸附在不同温度下。
Takai补充道,“L-TDS使我们能够区分氢诱捕地点在原子尺度上。获得这些基本的知识形成的晶格缺陷在当地区域下方一个搞笑断裂面将提供重要的线索来理解和潜在抑制h钢的氢脆。”
确定如果可塑性是参与创建空缺和空置集群L-TDS探测到,研究人员进行了最后一组实验,由几个研究SEM图像。
根据这些研究,某些空缺凝固成nano-voids,马氏体金属丝网和块相邻地区的这些空洞严重变形和具有挑战性的区分。这意味着局部塑性变形发生在IG骨折引起的氢脆。
这项研究的结果将帮助科学家们了解h钢的氢脆。希望,这将为其提供新的途径抑制,使h钢用于氢动力汽车安全。
期刊引用:
千叶,T。et al。(2023)制备整体晶间断裂表面的氢和识别造成的晶格缺陷出现在当地略低于回火马氏体钢的表面。Scripta Materialia。doi: 10.1016 / j.scriptamat.2022.115072。
来源:https://www.sophia.ac.jp/eng/