KFM援用局在化水素その場ナノ解析による環境ぜい化機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450046
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 駒井 謙治郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (70025948)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 和人 京都大学, 工学研究科, 助手 (50303855) ; 箕島 弘二 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50174107)
• Keywords: 環境ぜい化 / 水素ぜい化 / 応力腐食割れ / 動的環境強度 / 銀デコレーション法 / 繰返し応力腐食割れ / 高強度鋼 / 昇温水素分析

Research Abstract

先進金属系材料は極めて環境に敏感であり,材料中に水素が吸蔵されることにより水素ぜい化を生じることが問題となっている。したがって,実使用環境中における延性・じん性を改善し,実用に耐えうる材料を開発するためには,材料内部の水素の存在状態,すなわち拡散性水素と非拡散性水素量を含めた水素溶解量と環境ぜい化特性の関係を明らかにする必要がある。以上のことを鑑み,今年度は昨年度に引き続いて水素局在化分布特性を評価するための銀デコレーション法を開発した。本手法は,銀デコレーション溶液中の銀イオンを試料より拡散してきた水素原子により還元することにより,試料表面にAg粒子として現出させて水素の局在化分布を可視化するものであり,銀デコレーション法の測定精度向上に関して研究を継続して行った。この結果,1)ニッケルメッキを施すことにより銀デコレーション法の測定感度が飛躍的に向上すること,2)水素溶解量が多いほど析出銀粒子の数が増加すること,3)銀デコレーション溶液のpHが小さい、ほど析出銀粒子の数が多く,より高感度の測定が可能であることを明らかにした。さらに,拡散水素量と銀析出量との対応付けを定量的に行うために,試料片面より水素チャージを行う方法を新たに採用し,電気化学的に測定した拡散水素量と銀析出量の関係にいて検討した。併せて,高強度鋼の環境ぜい化特性に及ぼす動的応力の影響について検討するとともに,高強度Al-Zn-Mg合金の応力腐食割れ進展過程をその場AFM観察することにより,き裂先端部での局在化水素分布が,応力腐食割れき裂進展の停留と再進展をもたらすことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 箕島 弘二: "航空機構造高強度ステンレス鋼の環境ぜい化に及ぼす動的応力の影響"第49回材料と環境討論会. 325-328 (2002)
• [Publications] 箕島 弘二: "環境質制御動的応力下AFMその場観察装置の開発とHEき裂進展過程のナノスコピック観察"第46回日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集. 335-836 (2002)
• [Publications] 箕島 弘二: "環境質制御動的応力下その場ナノ損傷解析装置の開発"日本機械学会2002年度年次大会講演会講演論文集,VolI, II. No.02-1. 295-296 (2002)
• [Publications] 箕島 弘二: "動的応力下の水素ぜい化割れき裂のその場AFM観察"日本機械学会平成14年度材料力学部門講演会講演論文集. No.02-05. 614・1-614・2 (2002)
• [Publications] 箕島 弘二: "高強度ステンレス鋼の動的環境ぜい化特性と昇温水素分析"第26回疲労シンポジウ講演論文集. 21-24 (2002)
• [Publications] 箕島 弘二: "高力Al合金の動的応力下における環境ぜい化き裂進展のAFMその場観察"日本機械学会関西支部第78期定時総会講演会論文集. 623・1-623・2 (2003)
• [Publications] 箕島 弘二: "昇温脱離水素分析によ高強度低合金鋼の動的環境ぜい化き裂進展雛評価"日本機械学会関西支部第78期定時総会講演会論文集. 626・1-626・2 (2003)