Hydrogen embrittlement and its prevention in 7XXX aluminum alloys with high Zn concentrations

高亜鉛濃度7XXX系アルミニウム合金における水素脆化とその防止

清水 一行*; 戸田 裕之*; 藤原 比呂*; 山口 正剛   ; 上椙 真之*; 竹内 晃久*; 西嶋 雅彦*; 鎌田 康寛*

Shimizu, Kazuyuki*; Toda, Hiroyuki*; Fujihara, Hiro*; Yamaguchi, Masatake; Uesugi, Masayuki*; Takeuchi, Akihisa*; Nishijima, Masahiko*; Kamada, Yasuhiro*

7xxxアルミニウム合金は代表的な高強度アルミニウム合金であるが、水素による機械的特性劣化がさらなる高強度化の妨げとなっている。我々は、7xxxアルミニウム合金の水素脆化を防止するための新しい技術として、Mn系第2相粒子の分散を提案する。本研究では、Mnを0.0%および0.6%含有する高水素7xxx合金の変形および破壊挙動を放射光X線トモグラフィーを用いてその場で観察した。得られた巨視的な水素脆化は、合金中の水素分配に基づき定量的に解析された。0.6%Mnを添加することにより、高い水素トラップ能力を持つ第二相粒子を生成し、水素による擬劈開破壊を有意に抑制することができた。

7xxx aluminum alloys are representative high-strength aluminum alloys; however, mechanical property degradation due to hydrogen hinders further strengthening. We propose the dispersion of Mn-based second-phase particles as a novel technique for preventing 7xxx aluminum alloy hydrogen embrittlement. In this study, the deformation and fracture behaviors of high hydrogen 7xxx alloys containing 0.0% Mn and 0.6% Mn are observed in situ using synchrotron radiation X-ray tomography. The obtained macroscopic hydrogen embrittlement is quantitatively analyzed based on hydrogen partitioning in alloys. Adding 0.6% Mn, generating second-phase particles with high hydrogen trapping abilities, significantly suppresses hydrogen-induced quasicleavage fracture.