2017 Fiscal Year Annual Research Report

initiation and propagation of intergranular stress corrosion cracking

Research Project

Project/Area Number	17H04899
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	藤井朋之静岡大学, 工学部, 准教授 (30377840)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	応力腐食割れ / 環境強度 / き裂 / き裂発生 / 粒界性格 / ひずみ
Outline of Annual Research Achievements	昨年は，X線装置が納入され次第，SCCき裂発生挙動のX線的研究を実施する予定であったが，試験機の改造等のため最終的に12月に使用できる状態となった．よって，当初の実験計画の順番を変更し，X線装置を用いたSCCき裂挙動の評価に先立ち，デジタル画像相関（DIC）法により測定したひずみ分布とSCCき裂発生との関係性に関する評価を行った．まず，本研究室ではDIC法によるひずみ測定の手法のノウハウがなかったため，結晶粒オーダーのひずみ分布の高精度評価手法の構築を行った．その結果，負荷ひずみが0.8％から2.0％の間においては，負荷ひずみとDIC法により測定したひずみの平均値が一致し，比較的良い精度でひずみ分布の測定が行うことが可能となった． SCC試験には，鋭敏化オーステナイトステンレス鋼SUS304とテトラチオン酸水溶液を用いて，き裂発生のその場観察を行った．SCC試験の前に，試験で付与するひずみに相当する1％ひずみを与え，DIC法により結晶粒オーダーのひずみ分布を測定した．SCC試験後には，走査型電子顕微鏡（FE-SEM）に取り付けた電子線後方散乱回折（EBSD）装置を用いてき裂発生位置における結晶方位測定を行った．以上のことから，SCCき裂発生位置に関して，結晶方位，粒界性格およびひずみの関係について検討した．SCCき裂は，ほぼ全てがランダム粒界（大傾角粒界のうち周期性を持たない結晶粒界）であった．また，粒界における垂直ひずみ，せん断ひずみもしくはその両方が大きくかつ長い粒界にき裂が生じていることが分かった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason X線回折装置が納入され次第，SCCき裂発生挙動のX線的研究を実施する予定であったが，その納入・改造等のため最終的に12月に使用できる状態となった．そのため，SCCき裂発生その場観察システムの構築を行うことができなかった．そこで昨年度は，前述の通り，実験計画の順番を変更して実施し，ひずみ分布測定による微視き裂発生位置に関する検討を行った．本年度は，予定通りX線回折装置を用いてSCCき裂発生挙動のX線的研究を行う予定である．昨年度の予備検討の結果，SCC発生試験中のX線その場測定は困難であると結論し，SCC試験を中断・X線測定を繰り返すことにより，き裂挙動の評価を実施する．
Strategy for Future Research Activity	SCCき裂発生クライテリアについて，材料・結晶学（X線，EBSD）・力学（ひずみ分布）・電気化学（電気化学ノイズ）に基づく多面的評価によるの構築のため，まずは，X線装置内におけるSCCき裂観察システムを構築する．構築したシステムでは，SCCき裂挙動の発生位置・ひずみ・電気化学ノイズについてはその場観察できるようにし，適宜試験を中断しX線回折測定を行うこととする．その結果，き裂発生前後における材料の変化（X線的に測定する転位密度など）や，き裂発生場所の粒界性格，ひずみ等を複合的に評価できるようになる．現時点では，単一粒界近傍のみにおけるX線回折測定の予備的実験のみを行っているが，デバイ環の計測に成功していない．より詳細に条件出しを行う必要がある．また，ひずみ分布の測定については，より高精度化を行うことを検討している．