電気化学理論を用いた鋼材の湿式腐食疲労に関する基礎的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550370
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 事口 寿男 大同工業大学, 工学部, 教授 (60047305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒造 敏廣 大同工業大学, 工学部, 講師 (90137175) ; 水澤 富作 大同工業大学, 工学部, 助教授 (60113081)
• Keywords: 疲労 / 腐食 / 電気化学

Research Abstract

本研究は、実際の鋼材の腐食環境を実験室で再現し、かつ、比較的短時間で長寿命域までの腐食疲労特性を把握するため、一連の基礎的実験を行ったものである。
まず、湿式腐食の現象は電気化学理論で取り扱えることに着目し、実験に私用する試験片の自然腐食速度を数例の環境下で求めた。つぎに、腐食セル内のアノ-ド電位を上げ、腐食を加速させた時の試験片の腐食損失量を計測して理論値との比較を行った。最後に、試験片に腐食セルを取り付け、空気を飽和させた3%食塩水を循環させた腐食環境での腐食疲労実験と空気中での疲労実験を行い、その強度の比較検討を行った。その際、破断面のマクロ観察と走査電子顕微鏡によるミクロ観察を行い、腐食疲労の特徴についても調べた。
本研究で得られた結論を列記すると、以下のようである。
(1)電気化学的手法を用いると、湿式腐食の環境に応じて、短時間で腐食速度を容易に求めることができる。
(2)Tafel曲線で得られる範囲内では、腐食量の実測値とFaradayの法則から得られた計算値とはよく一致する。
(3)腐食疲労強度は、腐食と疲労の相乗効果により、許容応力レベル以下になることがある。
(4)腐食疲労の破断面は、空気中疲労のそれと異なり、脆性破面の占める割合が大きく、応力レベルが低下するほどその傾向は著しい。
(5)腐食疲労に関するS-N曲線を求めるためには、長寿命領域まで含めた実験が必要である。
(6)長寿命領域までの腐食疲労強度は、上記(2)で述べた電気化学的に腐食を加速させる方法によって得られるものと考える。

Research Products

• [Publications] 事口寿男,水澤富作,前島正彦: "海水環境下での腐食疲労に関する実験的研究" 日本造船学会第9会海洋工学シンポジウム論文集. 9. 273-279 (1989)
• [Publications] 事口寿男,水澤富作,酒造敏廣,前島正彦: "海水環境下における鋼材の腐食疲労と腐食速度" 土木学会第44回年次学術講演回概要集. 44. 440-441 (1989)
• [Publications] H.Kotoguchi,T.Miki,M.Maejima and R.T.Hudspeth: "Corrosion Fatigue Strength under the Sea Water Environment by Electrochemimtry" Proc.of International Conference“Fatigue 90",The Society of Materials Sciences,Japan.(1990)