空気および水素環境における5xxxアルミニウム合金の疲労亀裂成長に対する溶接誘起微細構造の影響

この研究は、船舶用の溶接構造物に特に関連して、混合水素/湿度環境におけるAl-Mgアルミニウム合金の疲労亀裂成長挙動に対する溶接誘起微細構造の変化の影響を調査しています。溶接箇所は、細粒熱影響部（FG-HAZ）、粗粒熱影響部（CG-HAZ）、および溶接金属の三つの異なる領域で構成され、それぞれが水素アシスト疲労に対して異なる抵抗を示しています。コンパクトテンションテスト、スキャンケルビンプローブ力顕微鏡、及び高度な顕微鏡技術を用いた実験分析により、FG-HAZが水素脆化に対して優れた抵抗を示し、水素曝露下で延性的破壊挙動を維持することが明らかになりました。この向上した性能は、微細な粒構造と粒界に沿ったAl-Mg豊富な相粒子のまれな発生に起因しています。それに対して、CG-HAZおよび溶接金属は、水素環境において粒界破壊の特徴を示し、これらの粒子が粒界に存在することに関連しています。これらの結果は、特に相の形態および粒界特性における微細構造の制御の重要性を強調し、海洋水素環境におけるアルミニウム合金溶接の信頼性を向上させることを示しています。