2006 Fiscal Year Annual Research Report

水素放出スペクトル解析に基づいた新しい材料診断技術の開発

Research Project

Project/Area Number	18656033
Research Institution	Muroran Institute of Technology
Principal Investigator	駒崎慎一室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70315646)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	幸野豊室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70150282)
Keywords	耐熱材料 / クリープ / 水素 / 昇温脱離分析 / 非破壊評価 / 余寿命評価 / マルテンサイト / フェライト系耐熱鋼
Research Abstract	水素を組織トレーサとして用いた新しい劣化・損傷評価に関する基礎的検討を行うことを目的として、10Cr-1Mo-1W-VNbN鋼のクリープおよび加熱時効に伴う水素放出スペクトルの変化を昇温脱離分析により調べた。また、水素放出特性の変化とナノ・ミクロ組織の対応関係を検討するため、計測された水素放出スペクトルの分離を試みた。H18年度に得られた知見をまとめて以下に示す。 (1)加熱時効およびクリープにより水素放出スペクトルのピークの温度は幾分低温側にシフトし、その高さも減少する。また、付加応力(クリープ)によるピーク値減少の促進効果もわずかではあるが認められる。放出された水素量C_Hはクリープ寿命初期で大きく減少するが、その後はほとんど変化しないかあっても極わずかである。ビッカース硬さとC_Hの間には比較的良好な相関があり、硬さの低下とともにC_Hも減少するが、焼きなましまま材のデータのみがこの相関から大きく外れる。 (2)各試料の水素放出スペクトルは、マルテンサイト組織に関係している水素(スペクトル1)と"MXやM_<23>C_6の炭化物"にトラップされている水素(スペクトル2)の2つのスペクトルへ分離することができる。それぞれの活性化エネルギーはE_<s1>=52.6kJ/molとE_<s2>=42.0kJ/molであり、E_<s1>については混合転位芯あるいは結晶粒界と水素の結合エネルギーに比較的近い。しかし、E_<s2>の値は、VCやFe_3Cと水素の結合エネルギーやそこからの水素の離脱の活性化エネルギーとは一致しない。このような結果より、ナノ・ミクロ組織との対応関係をさらに詳細に検討することにより、本手法を高Crフェライト系耐熱鋼の劣化・損傷評価法として確立できるものと期待される。