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수소취성화

수소취성화 또는 수소 유도 균열(hydrogen-induced cracking, HIC), 수소 유기 균열(hydrogen-assisted cracking, HAC)으로도 알려진 수소취성(Hydrogen embrittlement, HE)은 흡수된 수소로 인해 금속의 연성이 감소하는 현상이다. 수소 원자는 작고 고체 금속을 투과할 수 있다. 일단 흡수되면 수소는 금속의 균열이 시작되고 전파되어 취화되는 데 필요한 응력을 낮춘다. 수소 취성은 강철, 철, 니켈, 티타늄, 코발트 및 그 합금에서 가장 두드러지게 발생한다. 구리, 알루미늄 및 스테인리스강은 수소 취성에 덜 민감하다.[1][2][3]

수소 취성의 특성에 대한 기본적인 사실은 19세기부터 알려져 왔다.[4] 수소 취성은 강철의 상온 부근에서 최대이며 대부분의 금속은 150°C 이상의 온도에서 수소 취성에 비교적 안전하다.[5] 수소 취성은 원자(확산) 수소와 크랙 성장을 유도하기 위한 기계적 응력이 모두 필요하지만 응력이 가해지거나 잔류할 수 있다.[6][7] 낮은 변형 속도에서 수소 취성이 증가한다.[1][8] 일반적으로 고강도 재료는 수소 취성에 더 취약하다.

각주 편집

  1. ↑ 가 나 Lynch, S. P. (2011년 1월 1일), Raja, V. S.; Shoji, Tetsuo, 편집., “2 - Hydrogen embrittlement (HE) phenomena and mechanisms”, 《Stress Corrosion Cracking》, Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering (영어) (Woodhead Publishing), ISBN 978-1-84569-673-3, 2022년 6월 10일에 확인함 
  2. ↑ Jewett, R. P.; Walter, R. J.; Chandler, W. T.; Frohmberg, R. P. (1973년 3월 1일). “Hydrogen environment embrittlement of metals” (영어). 
  3. ↑ 《Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems: Guidelines for Hydrogen System Design, Materials Selection, Operations, Storage, and Transportation》 (PDF) (영어). NSS 1740.16. Washington, DC: Office of Safety and Mission Assurance, National Aeronautics and Space Administration. 1997년 10월 29일. A-93쪽. 2022년 6월 27일에 확인함. 
  4. ↑ Johnson, William H. (1875년 12월 31일). “II. On some remarkable changes produced in iron and steel by the action of hydrogen and acids” (PDF). 《Proceedings of the Royal Society of London》 23 (156–163). doi:10.1098/rspl.1874.0024. eISSN 2053-9126. ISSN 0370-1662. JSTOR 113285. S2CID 97579399. 
  5. ↑ “What is hydrogen embrittlement? – Causes, effects and prevention”. 《TWI - The Welding Institute》. TWI - The Welding Institute. 2020년 12월 18일에 확인함. 
  6. ↑ Oriani, R A (August 1978). “Hydrogen Embrittlement of Steels”. 《Annual Review of Materials Science》 (영어) 8 (1). Bibcode:1978AnRMS...8..327O. doi:10.1146/annurev.ms.08.080178.001551. ISSN 0084-6600. 
  7. ↑ “Hydrogen Embrittlement”. 《Metallurgy for Dummies》. 2020년 12월 18일에 확인함. 
  8. ↑ Louthan, M. R. (2008년 6월 1일). “Hydrogen Embrittlement of Metals: A Primer for the Failure Analyst”. 《Journal of Failure Analysis and Prevention》 (영어) 8 (3): 289–307. doi:10.1007/s11668-008-9133-x. ISSN 1864-1245. S2CID 51738408. 

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