九州大学和九州工业大学的研究小组发现,在具有立方 fcc(面心立方晶格)结构的钢中,随着氢含量的增加,立方 hcp(六方密堆积结构)相的形成受到抑制。在世界上首次被发现。
钢的强度和功能随晶体结构而变化,晶体结构随添加到铁中的元素的类型和数量而变化。通常,已建立的理论认为氢“促进”了晶体结构从 fcc 到 hcp 的变化。
然而,在这项研究中,我们通过研究含氢钢材的行为,发现氢“显着抑制”了晶体结构从 fcc 到 hcp 的变化。在调整氢含量的样品冷却的同时测量hcp相分数,发现hcp相分数没有随着样品中氢含量的增加而增加,fcc-hcp相变受到抑制。据说曾是。这是世界上观察到的第一个现象,打破了常规智慧。
至于fcc-hcp转变被氢含量增加抑制的原因,拉伸试验的结果表明摩擦应力增加。另外,据说fcc相的热力学稳定性从以往研究的理论计算中得到了报道,被认为是主要原因。
正在考虑积极利用氢作为下一代清洁能源,同时正在开发适合氢环境的基础设施。然而,氢具有使金属材料变脆(氢脆)的特性,这一直是一个问题。
这一结果发现,溶解在钢中的氢显着抑制了已知会影响氢脆的 fcc-hcp 转变,有望为阐明氢脆机制提供新的见解。此外,预计还将为旨在提高氢相关设施所用钢材的质量和强度的研究和开发做出贡献。