Method for producing steel for hydrogen gas environment

Herstellung vom stahl für die wasserstoffgasumgebung

Procede de production du acier pour environnement de gaz hydrogene

Abstract

L'invention concerne un acier ne subissant pas les dommages de fragilisation causés par l'hydrogène lorsque l'acier est utilisé dans un environnement de gaz hydrogène. L'invention concerne également un procédé de production d'acier et un conteneur de gaz hydrogène haute pression ou un autre matériel fabriqué à partir de cet acier. Un acier contenant entre 0,3 et 30 % de Cr est utilisé comme matériau de base, et un film d'oxyde présentant une épaisseur de 100 nm ou supérieure est formé sur la surface dudit matériau de base. Ce film d'oxyde contient au moins deux éléments choisis parmi Fe, Cr et Al sous forme d'oxydes, respectivement dans une quantité de 5 % en atomes ou supérieure. Ledit film d'oxyde est formé par un chauffage en une ou deux étapes. L'acier est chauffé dans l'air ambiant à une température comprise entre 600 et 900 °C, pendant trois minutes minimum et deux heures maximum si nécessaire, puis il est chauffé dans un environnement hydrogène à une température comprise entre 700 et 1200 °C, pendant trois minutes minimum et deux heures maximum, la pression partielle de la vapeur d'eau étant en même temps régulée entre 10-8 et 10-1 MPa.
水素ガス環境下で使用しても水素脆化を起こさない鋼材とその製造方法、ならびにその鋼材から構成された高圧水素ガス用の容器その他の機器を提供する。Cr:0.3~30%含有する鋼材を母材とし、該基材の表面に、Fe、CrおよびAlのうちの2種以上をそれぞれ5原子%以上酸化物の形態で含有する、厚さ100nm以上の酸化物皮膜を設ける。この酸化皮膜は、必要により、大気環境下で600~900℃で3分以上2時間以下加熱すること、次いで、水素雰囲気下で水蒸気分圧10-8~10-1MPaに制御しつつ700℃以上1200℃以下の温度で3分以上2時間以下加熱することから成る一段または二段加熱法により形成させる。
Disclosed is a steel which does not suffer from hydrogen embrittlement even when the steel is used in a hydrogen gas environment. Also disclosed are a method for producing such a steel and a container for high-pressure hydrogen gas or other hardware made of such a steel. A steel containing 0.3-30% of Cr is used as the base material, and a oxide film having a thickness of 100 nm or more is formed on the surface of the base material. The oxide film contains at least two elements selected among Fe, Cr and Al in the form of oxides, respectively in an amount of 5 atom% or more. The oxide film is formed through single-step or two-step heating wherein the steel is heated in the atmosphere at 600-900˚C for not less than 3 minutes but not more than 2 hours if necessary, and then heated in a hydrogen atmosphere at 700-1200˚C for not less than 3 minutes but not more than 2 hours while controlling the water vapor partial pressure within the range from 10-8 to 10-1 MPa.

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