在联合国通过的可持续发展目标(SDGs)中,实现低碳社会乃至脱碳社会是最重要的目标之一。为了达成这些目标,通过汽车轻量化减轻环境负荷,以及构建氢能社会占据了重要地位。而为了实现这些目标,克服高强度钢的氢脆问题已成为最重要的课题之一。
在这样的背景下,国内外正积极推进氢脆研究。然而,由于氢是最小的原子,在室温下即可在金属原子的间隙中自由扩散;此外,当材料像机械或结构材料那样在负载应力的状态下使用时,氢会向高应力区域发生应力诱导扩散,因此它并不会停留在某一个地方。这就是为什么尽管多年来开展了大量研究,但捕捉氢脆断裂的决定性证据依然十分困难,同时也是氢脆理论在国际上尚未统一的原因。
另一方面,最近通过世界最高水平的材料分析技术与计算科学的联动,从氢脆潜伏期的原子级行为,到裂纹的产生、扩展乃至最终断裂,正从多尺度(Multi-scale)的角度逐步揭示氢脆的真相。
本专题邀请了活跃在氢脆研究相关学会的各位研究者撰稿,重点介绍了关于钢铁材料从氢侵入到最终断裂的真相解明的研究成果。具体内容涵盖了:
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氢进入金属、氢扩散、氢陷阱(Hydrogen Trapping);
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裂纹发生前的潜伏期;
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各种晶格缺陷与氢的相互作用;
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氢脆机理、氢的存在状态与氢脆的关系;
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应变速率和温度依赖性等基础研究;
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实际的氢脆案例及其对策。
通过这些广泛的内容,本专题旨在展示氢脆研究的最前沿。希望本专题能为氢脆对策的制定、具有优异抗氢脆特性的高强度钢开发等提供帮助,并成为指引新研究方向的契机。
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